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曲线运动万有引力.files/image232.jpg)
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=曲线运动万有引力.files/image197.gif)
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=4
s,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
,
曲线运动万有引力.files/image273.gif)
解得:
(2)b、由:
得:
落地时的速率为曲线运动万有引力.files/image195.gif)
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)
曲线运动万有引力.files/image296.gif)
(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 曲线运动万有引力.files/image300.gif)
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
曲线运动万有引力.files/image308.gif)
曲线运动万有引力.files/image310.gif)
曲线运动万有引力.files/image312.gif)
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
曲线运动万有引力.files/image320.gif)
将①代入得
曲线运动万有引力.files/image322.gif)
令
曲线运动万有引力.files/image324.gif)
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
曲线运动万有引力.files/image336.gif)
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)用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点,这样做的目的是
(2)这位同学在实验中确定分力方向时,图1甲所示的a点标记得不妥,其原因是
(3)图1乙是在白纸上根据实验结果作出的力的图示,其中
Ⅱ、“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中,选用的螺旋弹簧如图2甲所示.
(1)将弹簧的上端O点固定悬吊在铁架台上,旁边置一刻度尺,刻度尺的零刻线跟O点对齐,在弹簧的下端A处做一标记(如固定一个指针).在弹簧下端的挂钩上挂上钩码(每个钩码的质量都是50g),指针在刻度尺上指示的刻度为x.逐个增加所挂钩码的个数,刻度x随挂钩上的钩码的重量F而变化,几次实验测得相应的 F、x各点已描绘在图2乙中.由图象得出弹簧的劲度系数kA=
(2)如果将指针固定在A点的下方P处,再作出x随F变化的图象,得出弹簧的劲度系数与kA相比,可能是
A.大于kA B.等于kA C.小于kA D.无法确定
(3)如果将指针固定在A点的上方Q处,再作出x随F变化的图象,得出弹簧的劲度系数与kA相比,可能是
A.大于kA B.等于kA C.小于kA D.无法确定.
| 1 |
| 2 |
①首先他们都进行了图甲所示的实验:将一根轻质弹簧竖直挂起,在弹簧的另一端挂上一个已知质量为m的小铁球,稳定后测得弹簧伸长量为d;
②A同学完成步骤①后,接着进行了如图乙所示的实验:将这根弹簧竖直地固定在水平桌面上,并把小铁球放在弹簧上,然后竖直地套上一根带有插销孔的长透明塑料管,利用插销压缩弹簧;拔掉插销时,弹簧对小铁球做功,使小铁球弹起,测得弹簧的压缩量为x时,小铁球上升的最大高度为H.
③B同学完成步骤①后,接着进行了如图丙所示的实验.将这根弹簧放在一光滑水平桌面上,一端固定在竖直墙上,另一端被小球压缩,测得压缩量为x,释放弹簧后,小球从高为h的桌面上水平抛出,抛出的水平距离为L.
(1)A、B两位同学进行图甲所示实验是为了确定物理量:
(2)如果EP=
| 1 |
| 2 |
(2)影响物质材料电阻率的因素很多,一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大,而半导体材料的电阻率则与之相反,随温度的升高而减少.某课题研究组需要研究某种导电材料的导电规律,他们用该种导电材料制作成电阻较小的线状元件Z做实验,测量元件Z中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律.
(a) 他们应选用下图所示的哪个电路原理图进行实验?答:
(b) 按照正确的电路图,完成右图中的实物连线.
(c) 实验测得元件Z的电流与电压的关系图象如下图所示.则元件Z是金属材料还是半导体材料?答:
Ⅱ、用如图所示装置来探究碰撞中的守恒量,质量为mB的钢球B放在小支柱N上,球心离地面高度为H;质量为mA的钢球A用细线拴好悬挂于O点,当细线被拉直时O点到球心的距离为L,且细线与竖直线之间夹角α;球A由静止释放,摆到最低点时恰与球B发生正碰,碰撞后,A球把轻质指示针C推移到与竖直夹角为β处,B球落到地面上,地面上铺有一张盖有复写纸的白纸D,用来记录球B的落点.
(a) 用图中所示各个物理量的符号表示:碰撞前A球的速度VA=
| 2gL(1-cosα) |
| 2gL(1-cosα) |
|
|
| 2gL(1-cosα) |
|
| 2gL(1-cosβ) |
| 2gL(1-cosα) |
|
| 2gL(1-cosβ) |
(b) 请你提供两条提高实验精度的建议:
A.能准确到1mm的刻度尺B.能准确到0.1mm的游标卡尺
C.能准确到0.01mm的螺旋测微器D.不能判定用的是什么测量仪器
Ⅱ、在“研究平抛物体的运动”实验中,让小球多次沿同一轨道运动通过描点法画小球做平抛运动的轨迹.下面叙述中不正确的一项是
A.斜槽末端保持水平 B.斜槽必须光滑
C.每次释放小球的位置必须相同 D.每次必须由静止释放小球
Ⅲ、在用电磁打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,某同学得到一条点迹清晰的纸带,从比较清晰的点起,取若干个计数点(每两个相邻计数点间有四个计时点未画出),分别标明0、1、2、3、4、5、6、…,用刻度尺量得各记数点到0记数点之间的距离如图所示,已知电源的频率为50Hz,则:
(1)打点计时器打计数点1时,小车的速度大小v1=
(2)小车的加速度大小a=
(3)若在实验过程中,电源的频率忽然略高于50Hz,实验者又不知电源频率改变,这样计算出的加速度值与真实值相比是