15.(11分)中国首个月球探测计划嫦娥工程预计在2017年送机器人上月球,实地采样送回地球,为载人登月及月球基地选址做准备.设想机器人随嫦娥号登月飞船绕月球飞行,飞船上备有以下实验仪器:

A.计时表一只;

B.弹簧秤一把;

C.已知质量为m的物体一个;

D.天平一台(附砝码一盒).

在飞船贴近月球表面时可近似看成绕月球做匀速圆周运动,机器人测量出飞船在靠近月球表面的圆形轨道绕行N圈所用的时间为t.飞船的登月舱在月球上着陆后,遥控机器人利用所携带的仪器又进行了第二次测量,利用上述两次测量的物理量可出推导出月球的半径和质量.(已知引力常量为G),要求:

(1)说明机器人是如何进行第二次测量的.

(2)试推导用上述测量的物理量表示的月球半径和质量的表达式.

[解析](1)机器人在月球上用弹簧秤竖直悬挂物体,静止时读出弹簧秤的示数F,即为物体在月球上所受重力的大小. (3分)

(2)在月球上忽略月球的自转可知:

mg月=F (1分)

G=mg月 (1分)

飞船在绕月球运行时,因为是靠近月球表面,故近似认为其轨道半径为月球的半径R,由万有引力提供物体做圆周运动的向心力可知:

G=mR,又T= (2分)

联立可得:月球的半径R== (2分)

月球的质量M=. (2分)

[答案] (1)机器人在月球上用弹簧秤竖直悬挂物体,静止时读出弹簧秤的示数F,即为物体在月球上所受重力的大小.

(2)R= M=

12.(8分)图甲为测量电动机转动角速度的实验装置,半径不大的圆形卡纸固定在电动机转轴上,在电动机的带动下匀速转动.在圆形卡纸的旁边安装一个改装了的电火花计时器.

下面是该实验的实验步骤:

①使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触;

②启动电动机,使圆形卡纸转动起来;

③接通电火花计时器的电源,使它工作起来;

④关闭电动机,拆除电火花计时器,研究卡纸上留下的一段痕迹(如图乙所示),写出角速度ω的表达式,代入数据得出ω的测量值.

(1)要得到角速度ω的测量值,还缺少一种必要的测量工具,它是________.

A.秒表 B.游标卡尺 C.圆规 D.量角器

(2)写出ω的表达式,并指出表达式中各个物理量的含义:_____________________________________________________________________________.

(3)为了避免在卡纸连续转动的过程中出现打点重叠,在电火花计时器与盘面保持良好接触的同时,可以缓慢地将电火花计时器沿圆形卡纸半径方向向卡纸中心移动.这样,卡纸上打下的点的分布曲线不是一个圆,而是类似一种螺旋线,如图7-4丙所示.这对测量结果有影响吗?____________(填“有影响”或“没有影响”)理由是:____________________________________________________________________________________________________________________________________.

[解析](1)角速度ω=,需量角器测量转过的夹角,故选项D正确.

(2)ω=,θ是n个点的分布曲线所对应的圆心角,t是电火花计时器的打点时间间隔

(3)没有影响,因为电火花计时器向卡纸中心移动时不影响角度的测量.

[答案] (1)D (2分)

(2)ω=,θ是n个点的分布曲线所对应的圆心角,t是电火花计时器的打点时间间隔 (3分)

(3)没有影响 (1分) 电火花计时器向卡纸中心移动时不影响角度的测量 (2分)

 0  139039  139047  139053  139057  139063  139065  139069  139075  139077  139083  139089  139093  139095  139099  139105  139107  139113  139117  139119  139123  139125  139129  139131  139133  139134  139135  139137  139138  139139  139141  139143  139147  139149  139153  139155  139159  139165  139167  139173  139177  139179  139183  139189  139195  139197  139203  139207  139209  139215  139219  139225  139233  447348 

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网