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一个连同装备总质量为M=100kg的宇航员,在空间距离飞船s=45m处与飞船处于...

一个连同装备总质量为M=100kg的宇航员,在空间距离飞船s=45m处与飞船处于相对静止状态,宇航员背着一个装有m0=0.5kg氧气的贮气筒,贮气筒有一个可以使氧气以v=50m/s相对飞船的速度喷出的喷嘴,宇航员必须向着跟返回飞船方向相反的方向释放氧气,才能回到飞船,同时又必须保留一部分氧气供他在返回飞船的途中呼吸.已知宇航员呼吸的耗率为Q=2.5×10-4kg/s,不考虑喷出氧气对设备及宇航员总质量的影响,试问:瞬时喷出多少氧气,宇航员才能安全返回飞船?宇航员安全地返回飞船的最长和最短时间分别为多少?

 

0.05kg≤m≤0.45kg;1800s;200s. 【解析】设瞬时喷出氧气质量为m时,宇航员恰能安全返回,宇航员在释放氧气后的速度为, 根据动量守恒定律可得① 宇航员匀速返回飞船所需要的时间② 贮气筒中氧气的总质量③ 联立①②③式得解得所以瞬时喷出氧气质量满足 由①②式得宇航员返回飞船的时间④ 将代入④式得对应的宇航员返回时间即宇航员安全返回飞船的最长时间为1800s,最短时间只有200s.  
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考点分析:
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如图甲所示,在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车,甲车上系有一穿过打点计时器的纸带,当甲车获得水平向右的速度时,随即启动打点计时器,甲车运动一段距离后,与静止的乙车发生正碰并粘在一起运动,纸带记录下碰撞前甲车和碰撞后两车的运动情况,如图乙所示,电源频率为50Hz,则碰撞前甲车速度大小为________m/s,碰撞后的共同速度大小为________m/s。已测得甲小车的质量m1=0.20kg,乙小车的质量m2=0.10kg,由以上测量结果可得:碰前总动量为_____kg•m/s;碰后总动量为_____kg•m/s

 

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弹簧振子以O点为平衡位置做简谐运动,则图中2s~3s内振子振动的方向沿_______(选填“+y”“-y”)方向,2.5s时振子的加速度方向为________选填“+y”“-y”方向,2s~3s内振子的动能__________选填增大减小该点的振动方程为y=________cm

 

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如图所示,子弹水平射入放在光滑水平地面上静止的木块后不再穿出,此时木块动能增加了6J,那么此过程产生的内能可能为(  )

A. 7J    B. 6J    C. 5J    D. 8J

 

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弹簧振子以O点为平衡位置做简谐运动,从振子通过O点时开始计时,振子第一次到达M点用了0.3s,又经过0.2s第二次通过M,则振子第三次通过M点还要经过的时间可能是( )

A.     B.     C. 1.4s    D. 1.6s

 

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做简谐运动的物体,在运动到最大位移时,具有最大值的物理量是

A. 回复力    B. 速度    C. 动能    D. 势能

 

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