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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
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=
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×l
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 =
最大值Smax =
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
有 ∠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
令
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。
(1)小球的最小动能是多少?
(2)若小球在动能最小位置时突然撤去轨道,并保持其他量都不变,则小球经0.4 s时间后,其动能与在A点时的动能相等,则小球的质量为多少?
(3)若θ=60°,取圆轨道的最低点重力势能为零,并利用(2)中所求小球的质量,在轨道未撤去的情况下,试求小球的最大机械能是多少。
查看习题详情和答案>>正负电子对撞机的最后部分的简化示意图如图所示(俯视图),位于水平面内的粗实线的圆环形真空管是正、负电子做圆周运动的“容器”,经过加速器加速后的正、负电子被分别引入该管道时,具有相等的速率v,它们沿着管道向相反的方向运动.在管道内控制它们转弯的是一系列圆形电磁铁,即图中的A1,A2,A3,…,An共有n个,均匀分布在整个圆环上,每个电磁铁的磁场都是磁感应强度相同的匀强磁场,并且方向竖直向下,磁场区域的直径为d,改变电磁铁内电流的大小,就可改变磁场的磁感应强度,从而改变电子偏转的角度.经过精确的调整,首先实现电子在环形管道中沿图甲中虚线所示的轨迹运动,这时电子经过每个磁场时射入点和射出点都是电磁场区域的同一直径的两端,如图乙所示,这就进一步为实现正、负电子对撞作好了准备.
(1)试确定正、负电子在管道内各是沿什么方向旋转的;
(2)已知正、负电子的质量都是m,所带电荷都是元电荷e,重力可不计,求电磁铁内匀强磁场的磁感应强度B的大小.
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正负电子对撞机的最后部分的简化示意图如图甲所示(俯视图),位于水平面内的粗实线所示的圆环形真空管道是正、负电子做圆周运动的“容器”.经过加速器加速后的正、负电子被分别引入该管道时,具有相等的速率v,它们沿着管道向相反的方向运动.在管道内控制它们转弯的是一系列圆形电磁铁,即图中的A1、A2、A3…An,共有n个,均匀分布在整个圆环上,每个电磁铁内的磁场都是磁感应强度相同的匀强磁场,并且方向竖直向下,磁场区域的直径为D.改变电磁铁内电流的大小,就可改变磁场的磁感应强度,从而改变电子偏转的角度.经过精确的调整,首先实现电子在环形管道中沿图甲中粗虚线所示的轨迹运动,这时电子经过每个电磁场区域时射入点和射出点都是电磁场区域的同一条直径的两端,如图乙所示.这就为进一步实现正、负电子的对撞作好了准备.
(1)试确定正、负电子在管道内各是沿什么方向旋转的?
(2)已知正、负电子的质量都是m,所带电荷都是元电荷e,重力可不计,求电磁铁内匀强磁场的磁感应强度B的大小.
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(1)试确定正、负电子在管道内各是沿什么方向旋转的?
(2)已知正、负电子的质量都是m,所带电荷都是元电荷e,重力可不计,求电磁铁内匀强磁场的磁感应强度B的大小.
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