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    （2005?和平区一模）“勇气”号探测器离火星地面12m时与降落伞自动脱离，被众气囊包裹的探测器竖直下落到地面后又弹跳到5层楼的（以15m进行计算）高度，这样上下碰撞了20多分后，才静止在火星表面上．已知火星半径为地球半径的二分之一，质量为地球的
    19
    （取地球表面的重力加速度为10m/s2，计算结果均取两位有效数字）．
    （1）若探测器第一次碰到火星地面时其机械能损失为探测器12m高处机械能的10%，不计空气的阻力，求探测器在12m高处的速度．
    （2）已知探测器和气囊的总质量为200kg，设与地面第一次碰撞时气囊和地面接触时间为0.4s，求探测器与火星碰撞时所受到的平均冲力？
    分析：1、在星球表面处有
    GMm
    R2
    =mg    ，可以解出火星表面的重力加速度，再根据能量关系
    1
    2
    mv火2+mg火h1-mg火h2=0.1×(
    1
    2
    mv火2+mg火h1)    ，代入数据，即可算出v火．
    2、先用速度与位移的关系公式求出碰撞前后的速度大小，再运用动量定理计算平均冲力．
    解答：解：（1）设探测器在12m高处向下的速度为v火，则有
    1
    2
    mv火2+mg火h1-mg火h2=0.1×(
    1
    2
    mv火2+mg火h1)
    在星球表面处有
    GMm
    R2
    =mg    ，
    可得
    g火
    g地
    =
    M火R地2
    M地R火2
    =
    4
    9

    联立解得v火=6.4m/s
    （2）设探测器与火星碰前瞬间的速度为v1，反弹的速度为v2，则有
    v12=v火2+2g火h1
    v22=2g火h2
    规定向上为正方向，对探测器由动量定理可得
    （F-mg火）t=mv2-mv1
    解以上各式得F=1.3×104N
    答：（1）若探测器第一次碰到火星地面时其机械能损失为探测器12m高处机械能的10%，不计空气的阻力，则探测器在12m高处的速度为6.4m/s．
    （2）已知探测器和气囊的总质量为200kg，设与地面第一次碰撞时气囊和地面接触时间为0.4s，则探测器与火星碰撞时所受到的平均冲力为1.3×104N．
    点评：在运用动量定理时要注意：各个力和速度的方向，动量定理表达式是一个矢量表达式，要考虑方向；其次要能进行正确的受力分析，这也是正确解题的关键．
    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2005?和平区一模）像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．
    现利用图乙所示装置测量滑块和长1m左右的木块间的动摩擦因数，图中MN是水平桌面，Q是木板与桌面的接触点，1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器（没有画出）．此外在木板顶端的P点还悬挂着一个铅锤，让滑块从木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5.0×10-2s和2.0×10-2s．用游标卡尺测量小滑块的上部挡板的宽度d，卡尺数如图丙所示．
    （1）读出滑块挡板的宽度d=
    5.015
    5.015
    cm．
    （2）滑块通过光电门1的速度v1=
    1
    1
    m/s，滑块通过光电门2的速度v2=
    2.5
    2.5
    m/s．
    （3）若仅提供一把米尺，已知当地的重力加速度为g，为完成测量，除了研究v1、v2和两个光电门之间的距离L外，还需测量的物理量是
    P点到桌面高度h；重锤在桌面上所指的点与Q点的距离a；斜面的长度b
    P点到桌面高度h；重锤在桌面上所指的点与Q点的距离a；斜面的长度b
    （说明各量的物理意义，同时指明代表物理量的字母）．
    （4）用（3）中各量求解动摩擦因数的表达式μ=
    h
    a
    -
    b(v22-v12)
    2Lga
    h
    a
    -
    b(v22-v12)
    2Lga
     （用字母表示）．

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    丁：内能与机械能之间的转化具有方向性才是第二类永动机不可能制成的原因．
    你认为以上说法正确的是（　　）

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    （3）粒子在a点的速度大于其在b点的速度
    （4）粒子在a点的电势能大于其在b点的电势能．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

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