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美国密执安大学五名学习航空航天工程的大学生搭乘NASA的飞艇参加了“微重力学生飞行机会计划”.飞行员将飞艇开到6000 m的高空后,让飞艇由静止下落,以模拟一种微重力的环境.下落过程飞艇所受空气阻力为其重力的0.04倍,这样,可以获得持续25 s之久的失重状态,大学生们就可以进行微重力影响的实验.紧接着飞艇又做匀减速运动.若飞艇离地面的高度不得低于500 m,重力加速度g取10 m/s2,试计算:
(1)飞艇在25 s内下落的高度;
(2)在飞艇后来的减速过程中,大学生对座位的压力是其重力的多少倍.
【解析】:(1)设飞艇在25 s内下落的加速度为a1,根据牛顿第二定律可得
mg-F阻=ma1,
解得:a1==9.6 m/s2.
飞艇在25 s内下落的高度为
h1=a1t2=3000 m.
(2)25 s后飞艇将做匀减速运动,开始减速时飞艇的速度v为
v=a1t=240 m/s.[来源:学|科|网]
减速运动下落的最大高度为
h2=(6000-3000-500)m=2500 m.
减速运动飞艇的加速度大小a2至少为
a2==11.52 m/s2.
设座位对大学生的支持力为N,则
N-mg=ma2,
N=m(g+a2)=2.152mg
根据牛顿第三定律,N′=N
即大学生对座位压力是其重力的2.152倍.
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美国密执安大学五名学习航空航天工程的大学生搭乘NASA的飞艇参加了“微重力学生飞行机会计划”.飞行员将飞艇开到6000 m的高空后,让飞艇由静止下落,以模拟一种微重力的环境.下落过程飞艇所受空气阻力为其重力的0.04倍,这样,可以获得持续25 s之久的失重状态,大学生们就可以进行微重力影响的实验.紧接着飞艇又做匀减速运动.若飞艇离地面的高度不得低于500 m,重力加速度g取10m/s2,试计算:
(1)飞艇在25 s内下落的高度;
(2)在飞艇后来的减速过程中,大学生对座位的压力是其重力的多少倍.
【解析】:(1)设飞艇在25s内下落的加速度为a1,根据牛顿第二定律可得
mg-F阻=ma1,
解得:a1==9.6 m/s2.
飞艇在25 s内下落的高度为
h1=a1t2=3000m.
(2)25 s后飞艇将做匀减速运动,开始减速时飞艇的速度v为
v=a1t=240m/s.
减速运动下落的最大高度为
h2=(6000-3000-500)m=2500 m.
减速运动飞艇的加速度大小a2至少为
a2==11.52 m/s2.
设座位对大学生的支持力为N,则
N-mg=ma2,
N=m(g+a2)=2.152mg
根据牛顿第三定律,N′=N
即大学生对座位压力是其重力的2.152倍.
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选修3-5模块
(1)下列叙述中符合物理学史的有
A 麦克斯韦建立了完整的电磁场理论,并通过实验证实了电磁波的存在
B 爱因斯坦提出光子说
C 玻尔通过对
粒子散射实验的研究,提出了原子的核式结构学说
D 贝克勒尔发现了天然放射现象,并预言原子核是由质子和中子组成的
(2)“蹦床”已成为奥运会的比赛项目,质量为m的运动员从床垫正上方h1高处自由落下,落到床垫后反弹的高度为h2,设运动员每次与床垫接触的时间为t,求在运动员与床垫接触的时间内运动员对床垫的平均作用力大小.(空气阻力不计,重力加速度为g)某同学给出了如下的解答:
设在时间t内,床垫对运动员的平均作用力大小为F,运动员刚接触床垫时的速率为v1,刚离开床垫时的速率为v2,则由动量定理可知:
①
②
再由机械能守恒定律分别有,
,
③
,
④
由①②③④式联立可得,
⑤
该同学的解答过程是否正确?若不正确,请指出该同学解答过程中所有的不妥之处,
并加以改正.
查看习题详情和答案>>某同学给出了如下解答:设在时间t内海绵垫对球的平均作用力大小为F,球第一次刚接触海绵垫时的速率为v1、刚离开海绵垫时的速率为v2,则由动量定理得Ft=△p①
△p=mv2-mv1②
由机械能守恒定律得
| 1 |
| 2 |
| v | 2 0 |
| 1 |
| 2 |
| v | 2 1 |
|
| 1 |
| 2 |
| v | 2 2 |
| 2gh2 |
由①②③④式求得 F=
m
| ||||||
| t |
(解题过程到此结束)
①把笔竖直倒立于水平硬桌面,下压外壳使其下端接触桌面(图a);
②由静止释放,外壳竖直上升至下端距桌面高度为h1时,与静止的内芯碰撞(图b);
③碰后,内芯与外壳以共同的速度一起上升到外壳下端距桌面最大高度为h2处(图c).
设内芯与外壳的撞击力远大于笔所受重力、不计摩擦与空气阻力,重力加速度为g.求:
(1)外壳与内芯碰撞后瞬间的共同速度大小;
(2)从外壳离开桌面到碰撞前瞬间,弹簧做的功;
(3)从外壳下端离开桌面到上升至h2处,笔损失的机械能.