摘要:③ 得:h=3R ④ (2)h为同步卫星的高度.T为地球自转周期

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一、选择题

1、根据图象分析:若沿x轴作匀速运动,通过图1分析可知,y方向先减速后加速;若沿y轴方向作匀速运动,通过图2分析可知,x方向先加速后减速。

答案:B

2、乙船能到达A点,则vcos600=u,

过河时间t满足:t = H/( vsin600), 甲、乙两船沿垂直于河岸方向的分速度相同,故过河时间相同。在t时间内甲船沿河岸方向的位移为s= (vcos600 + u )t=

答案:D

3、根据万有引力定律:,得:T=

答案:A

4、质点在A、B、C、D四点离开轨道,分别做下抛、平抛、上抛、平抛运动。很明显,在A点离开轨道比在C、D两点离开轨道在空间时间短。通过计算在A点下抛落地时间为tA=(6-4)s,在B点平抛落地时间tB=4s,显然,在A点离开轨道后在空中时间最短。根据机械能守恒,在D刚抛出时机械能最大,所以落地时速度最大。

答案:AD

5、在轨道上向其运行方向弹射一个物体,由于质量远小于空间站的质量,空间站仍沿原方向运动。根据动量守恒,弹出后一瞬间,空间站沿原运行方向的速度变小,提供的向心力(万有引力)大于需要的向心力,轨道半径减小,高度降低,在较低的轨道上运行速率变大,周期变小。

答案:C

6、当悬线在竖直状态与钉相碰时根据能量守恒可知,小球速度不变;但圆周运动的半径减小,需要的向心力变大,向心加速度变大,绳子上的拉力变大。

答案:BD

7、根据万有引力定律:可得:M=,可求出恒星质量与太阳质量之比,根据可得:v=,可求出行星运行速度与地球公转速度之比。

答案:AD

8、卫星仍围绕地球运行,所以发射速度小11.2km/s;最大环绕速度为7.9km/s,所以在轨道Ⅱ上的速度小于7.9km/s;根据机械能守恒可知:卫星在P点的速度大于在Q点的速度;卫星在轨道Ⅰ的Q点是提供的向心力大于需要的向心力,在轨道Ⅱ上Q点是提供的向心力等于需要的向心力,所以在Q点从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ必须增大速度。

答案:CD

9、同步卫星随地球自转的方向是从东向西,把同步卫星从赤道上空3.6万千米、东经103°处,调整到104°处,相对于地球沿前进方向移动位置,需要增大相对速度,所以应先下降高度增大速度到某一位置再上升到原来的高度。

答案:A

10、开始转动时向心力由静摩擦力提供,但根据F=mrω2可知,B需要的向心力是A的两倍。所以随着转速增大,B的摩擦力首先达到最大静摩擦力。继续增大转速,绳子的张力增大,B的向心力由最大静摩擦力提供,A的向心力由静摩擦力和绳子的张力的合力提供,随着转速的增大,B需要的向心力的增量(绳子张力的增量)比A需要的向心力的增量大,因而A指向圆心的摩擦力逐渐减小直到为0然后反向增大到最大静摩擦力。所以,B受到的静摩擦力先增大,后保持不变;A受到的静摩擦力是先减小后增大;A受到的合外力就是向心力一直在增大。

答案:BD

 

二、填空题

11、圆盘转动时,角速度的表达式为ω= ,  T为电磁打点计的时器打点的时间间隔,r为圆盘的半径,x2、x1是纸带上选定的两点分别对应米尺上的刻度值,n为选定的两点间的打点数(含两点)。地纸带上选取两点(间隔尽可能大些)代入上式可求得ω= 6.8rad/s。

12、 (1)斜槽末端切线方向保持水平;从同一高度。

(2)设时间间隔为t, x = v0t,   y2-y1=gt2 ,解得: v0=.将x=20.00cmy1 =4.70cm y2 =14.50cm代入求得v0=2m/s

 

三、计算题

13.解:⑴在行星表面,质量为m的物体的重力近似等于其受到的万有引力,则

                          

g=                               

得:   

⑵行星表面的环绕速度即为第一宇宙速度,做匀速圆周运动的向心力是万有引力提供的,则

                         

v1=                    

得: 

14解析:用r表示飞船圆轨道半径,有r =R +H=6.71×l06 m

由万有引力定律和牛顿定律,得 , 式中M表示地球质量,m表示飞船质量,T表示飞船绕地球运行的周期,G表示万有引力常量.

利用及上式, 得 ,代入数值解得T=5.28×103s,

出舱活动时间t=25min23s=1523s, 航天员绕行地球角度 =1040

 

15.解:(1)这位同学对过程的分析错误,物块先沿着圆柱面加速下滑,然后离开圆柱面做斜下抛运动,离开圆柱面时的速率不等于。                   

(2)a、设物块离开圆柱面时的速率为,

                     

        

解得:                      

(2)b、由:  得:

落地时的速率为                       

16.解:对子弹和木块应用动量守恒定律:

                              

      所以                                  

对子弹、木块由水平轨道到最高点应用机械能守恒定律,

取水平面为零势能面:有

          

   所以                        

由平抛运动规律有:                          

                            

解得:                   

所以,当R = 0.2m时水平距离最大                

最大值Smax = 0.8m

 

17.解:(1)

 

(2)设人在B1位置刚好看见卫星出现在A1位置,最后

在B2位置看到卫星从A2位置消失,

    OA1=2OB1

  ∠A1OB1=∠A2OB2=π/3

从B1到B2时间为t

则有   

18.解: (1)设 A、B的圆轨道半径分别为,由题意知,A、B做匀速圆周运动的角速 度相同,设其为。由牛顿运动定律,有

设 A、B之间的距离为,又,由上述各式得

,                               ①

由万有引力定律,有

                           

将①代入得

                           

                           

比较可得

                                                   ②

(2)由牛顿第二定律,有

                                                   ③

又可见星 A的轨道半径

                                                                ④

由②③④式解得

                                               ⑤

(3)将代入⑤式,得

                           

代入数据得

                                            ⑥

,将其代入⑥式得

                                    ⑦

可见,的值随 n的增大而增大,试令,得

                                           ⑧

若使⑦式成立,则 n 必大于 2,即暗星 B 的质量必大于,由此得出结

论:暗星有可能是黑洞。

 

 

 

如图1所示,用“碰撞试验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系.

(1)试验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的.但是,可以通过仅测量
C
C
(填选项前的序号),间接地解决这个问题.
A.小球开始释放高度h  B.小球抛出点距地面得高度H  C.小球做平抛运动的射程
(2)图1中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影.实验时,先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程OP.然后,把被碰小球m2静置于轨道的水平部分,再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放,与小球m2相碰,并多次重复.接下来要完成的必要步骤是
A、D、E
A、D、E
.(填选项前的符号)
A.用天平测量两个小球的质量m1、m2      
B.测量小球m1开始释放高度h
C.测量抛出点距地面的高度H
D.分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N
E.测量平抛射程OM、ON
(3)若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为
m1?OM+m2?ON=m1OP
m1?OM+m2?ON=m1OP
(用②中测量的量表示);若碰撞是弹性碰撞.那么还应满足的表达式为
m1?OM2+m2?ON2=m1OP2
m1?OM2+m2?ON2=m1OP2
(用②中测量的量表示).
(4)经测定,m1=45.0g,m2=7.5g,小球落地点的平均位置距O点的距离如图2所示.碰撞前、后m1-的动量分别为p1与p1′,则p1:p1′=
14
14
:11;若碰撞结束时m2的动量为p2′,则p1′:p2′=11:
2.9
2.9
.实验结果说明,碰撞前、后总动量的比值
P1P1+P2
1.01
1.01
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