题目内容

【题目】某中学高2021级学生XXX，学习了相关物理学知识后，希望通过自己设计实验，并测出地球质量。实验如下：取一根细线穿过光滑的细直管，细线一端栓一质量为m的砝码，另一端连在一固定的测力计上，手握细直管抡动钩码，使钩码在竖直平面内做完整的圆周运动（圆周运动半径不变）。如图所示，观察测力计得到，当钩码运动到圆周的最高点时，测力计的读数为0；当钩码运动到圆周的最低点时，测力计的读数为F。已知引力常量为G，地球半径为R0，试根据题中提供的条件和测量结果，求：

（1）该星球表面的重力加速度大小；

（2）该星球的质量Ｍ；

【答案】（1） （2）

【解析】

（1）设重力加速度为g，最高点处速度大小为v0，最低点处速度大小为v1

以钩码为研究对象：最高点处

最低点处

由动能定理：

得：

（2）地球表面处

得：

练习册系列答案
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【题目】一同学设计了如图所示的装置来验证动量守恒定律．

(1)步骤如下：

①将气垫导轨调水平后在气垫导轨上固定两个光电门；

②在两个滑行器上分别安装上宽度为d的挡光片，在滑行器B左端安装弹性架；

③令两个滑行器放在导轨两端处作为运动起始点，用手同时推动两个滑行器使其相向运动，让它们分别通过光电门，在两光电门之间发生碰撞，发生碰撞后两滑行器均反向运动，分别再次经过光电门，计数器记录滑行器A先后经过光电门的时间为t1、t2，滑行器且先后经过光电门的时间为t2、t4.

④用天平测量出A、B两滑行器的质量分别为m1、m2．

⑤设向右为正方向，计算出系统碰撞前的动量为________碰撞后的动量为_________．

若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得以验证

(2)下列中哪些操作可能会对验证结论产生影响_______

A．两滑块碰撞后粘在一起通过一个光电门

B．开始实验之前，气垫导轨没有调至水平状态

C．给气垫导轨供气的压力泵工作异常，使导轨喷气不均匀

D．在测量挡光板宽度时，由于读数误差使读数偏大

【题目】在竖直向下的磁感应强度为 10T 的匀强磁场中，两根光滑平行金属轨道 MN、PQ 固定在水平面 内，相距为 0.1m，电阻不计。左端接有电阻为 R =9.9Ω 的定值电阻；金属导体棒 ab 垂直于 MN、PQ 放在轨道上，与轨道接触良好，其电阻 r = 0.1Ω，以 10m/s 平行于 MN 的速度向右做匀速运动。

（1）计算通过电阻 R 的感应电流的大小和方向.

（2）计算电阻 R 两端的电压 U.

【题目】磁悬浮高速列车在我国上海已投入正式运行。如图所示就是磁悬浮的原理，图中A是圆柱形磁铁，B是用高温超导材料制成的超导圆环。将超导圆环B水平放在磁铁A上，它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁A的上方空中，则（　　）

A. 在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流；当稳定后，感应电流消失

B. 在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流；当稳定后，感应电流仍存在

C. 若A的N极朝上，B中感应电流的方向为顺时针方向

D. 若A的N极朝上，B中感应电流的方向为逆时针方向

【题目】如图所示，在竖直方向上，A、B两物体通过劲度系数k=16N/m的轻质弹簧相连，A放在水平地面上，B、C两物体通过细线绕过轻质定滑轮相连，C放在倾角α＝30°的固定光滑斜面上. 用手拿住C，使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证ab段的细线竖直、cd段的细线与斜面平行．已知A、B的质量均为m＝0.4 kg，重力加速度取g＝10 m/s2，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态．释放C后，C沿斜面下滑，A刚离开地面时，B获得最大速度vB，求该过程中：（ ）

A. A、B、C构成的系统机械能守恒

B. mC=1.6kg

C. vB=m/s

D. C的机械能减少2.4J

【题目】《疯狂实验室》节目通常介绍一些比较夸张的实验，某期节目中制作的装置可简化为下图。光滑的圆弧轨道PNQ竖直放置，其轨道半径为R。圆弧左右两侧均连接足够长的粗糙斜面，斜面与圆弧连接处相切，倾角。质量为m的小球自左侧圆弧轨道上A点处由静止开始运动由P点进入轨道。已知AP间距离xAP=5R，小球与斜面间的动摩擦因数μ=0.5，不计其他阻力，重力加速度g。求：

（1）小球第一次到达N点时速度大小；

（2）整个过程中，小球在斜面上运动的总路程s；

（3）整个过程中，小球在左右两斜面上损失的机械能之比。

【题目】如图所示，一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金属圆环中穿过。现将环从位置Ⅰ释放，环经过磁铁到达位置Ⅱ。设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T1和T2，重力加速度大小为g，则（ ）

A. T1>mg，T2>mg B. T1<mg，T2<mg C. T1>mg，T2<mg D. T1<mg，T2>mg

【题目】在冰壶比赛中，红壶以一定速度与静止在大本营中心的蓝壶发生对心碰撞，碰撞时间极短，如甲图所示。碰后运动员用冰壶刷摩擦蓝壶前进方向的冰面，来减小阻力。碰撞前后两壶运动的v-t图象如乙图中实线所示，其中红壶碰撞前后的图线平行。已知两冰壶质量相等，由图象可得

A. 红、蓝两壶的碰撞可能是弹性碰撞

B. 碰撞后，蓝壶的瞬时速度为0.8m/s

C. 碰撞后，红、蓝两壹运动的时间之比为1：6

D. 碰撞后，红、蓝两壶与冰面间的动摩擦因数之比为5：4

【题目】一质量为m=0.1kg的滑块(可视为质点)从倾角为θ=37°、长为L=6m的固定租糙斜面顶端由静止释放，滑块运动到斜面底端时的速度大小为v，所用的时间为t。若让此滑块从斜面底端以速度v滑上斜面，利滑块在斜面上上滑的时间为。已知重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：

(1)滑块通过斜面端时的速度大小v；

(2)滑块从斜而底端以速度v滑上斜面又滑到底端时的动能。

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