故 代入数据解得s=5m 反思:利用平抛运动可以求出天体的重力加速度.再利用万有引力提供重力的规律来研究天体的其他运动规律和对天体的探究.这也是2008年高考命题的方向.(3)万有引力定律的应用 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

某航空母舰上的战斗机起飞过程中最大加速度是a=4.5m/s2,飞机速度要达到v0=60m/s才能起飞,航空母舰甲板长为L=289m,为使飞机完全起飞,航空母舰应以一定速度航行,求航空母舰的最小速度v是多少?(设飞机起飞对航空母舰的状态没有影响,飞机的运动可以看作匀加速运动)
某同学的求解过程如下:
由运动学知识有
解得v=
代入数据解得,v=31.6m/s
经检查,计算无误.该同学所得结论是否有错误或不完善之处?若有,请予以改正或补充.

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.一辆汽车从车站由静止开始匀加速直线开出,开出一段时间之后,司机发现一乘客未上车,便紧急刹车做匀减速运动.从启动到停止一共经历了t=10 s,前进了15 m,在此过程中,汽车的最大速度是(  )

A.1.5 m/s                                 B.3 m/s

C.4 m/s                                   D.无法确定

【解析】:选B.由题意知:x=15 m,t=10 s,加速阶段x1=(v0+0)t1,减速阶段xx1=(v0+0)(tt1),代入数据解得:v0=3 m/s,故B正确.

 

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.一辆汽车从车站由静止开始匀加速直线开出,开出一段时间之后,司机发现一乘客未上车,便紧急刹车做匀减速运动.从启动到停止一共经历了t=10 s,前进了15 m,在此过程中,汽车的最大速度是(  )

A.1.5 m/s                                B.3 m/s

C.4 m/s                                   D.无法确定

【解析】:选B.由题意知:x=15 m,t=10 s,加速阶段x1=(v0+0)t1,减速阶段xx1=(v0+0)(tt1),代入数据解得:v0=3m/s,故B正确.

 

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(2010?浙江模拟)从地面竖直上抛一物体,上抛初速度v0=20m/s,物体上升的最大高度H=16m,设物体在整个运动过程中所受的空气阻力大小不变,以地面为重力势能零点,g取10m/s2,问物体在整个运动过程中离地面多高处其动能与重力势能相等?(保留2位有效数字)
某同学的解答如下:
设物体上升至h高处动能与重力势能相等
1
2
mv2=mgh  ①
上升至h处由动能定理-mgh-Ffh=
1
2
mv2-
1
2
mv02
上升至最高点H处由动能定理-mgh-Ffh=0-
1
2
mv02
联立以上三式,并代入数据解得h=8.9m处动能与重力势能相等.
经检查,计算无误.该同学所得结论是否有不完善之处?若有请予以补充.

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(2006?上海模拟)以20m/s的初速度,从地面竖直向上抛射一物体,它上升的最大高度是18m,如果物体在运动过程中所受阻力的大小不变,则物体在离地面多高处时其动能与重力势能相等(g取10m/s2).
某同学解答如下:
设物体上升到h高处时动能与重力势能相等,
1
2
mv2=mgh  ①
此过程中,重力和阻力做功,由动能定理得:-(mg+f)h=
1
2
mv2-
1
2
mv02
物体上升的最大高度为H,则-(mg+f)H=0-
1
2
mv02  ③
由式①、②、③,代入数据解得h=9.47m,物体在离地9.47m处动能与重力势能相等.
经检查,计算无误,该同学所得结论是否有不完美之处?若有请予以补充.

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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。

 

 

 


同步练习册答案