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牛顿思考月球绕地球运行的原因时,苹果偶然落地引起了他的遐想:拉住月球使它围绕地球...

牛顿思考月球绕地球运行的原因时,苹果偶然落地引起了他的遐想:拉住月球使它围绕地球运动的力与拉着苹果下落的力,是否都与太阳吸引行星的力性质相同,遵循着统一的规律——平方反比规律?因此,牛顿开始了著名的地检验

1)已知月球与地球的距离约为地球半径的60倍,如果牛顿的猜想正确,请你据此计算月球公转的向心加速度a和苹果下落的加速度g的比值

2)在牛顿的时代,月球与地球的距离r、月球绕地球公转的周期T等都能比较精确地测定,请你据此写出计算月球公转的向心加速度a的表达式;已知r≈384×108mT≈236×106s,地面附近的重力加速度g980 m/s2,请你根据这些数据估算比值;与(1)中的结果相比较,你能得出什么结论?

3)物理学不断诠释着自然界的大统与简约。换一个角度再来看,苹果下落过程中重力做功,重力势能减少。试列举另外两种不同类型的势能,并说出这些势能统一具有的特点(至少说出两点)。

 

(1);(2)结论:牛顿的猜想是正确的,即地球对月球的引力,地面上物体的重力,都与太阳吸引行星的力性质相同,遵循着统一的规律——平方反比规律。(3)见解析 【解析】试题分析:(1)设月球的质量为m月,地球质量为M,根据牛顿第二定律有:① 设苹果的质量为m,地球半径为R,根据牛顿第二定律有:② 由题意知:r=60R ③ 联立①②③式可得:(3分) (2)由向心加速度的表达式得④ 其中:⑤ 联立④⑤可得:代入相关数据可得: 比较(1)中的结果,二者近似相等,由此可以得出结论:牛顿的猜想是正确的,即地球对月球的引力,地面上物体的重力,都与太阳吸引行星的力性质相同,遵循着统一的规律——平方反比规律。 (4分) (3)弹性势能、电势能等;这些势能都不是物体单独所有,而是相互作用的系统所共有;这些势能的大小都与相互作用的物体间的相对位置有关;这些势能的变化量均由对应的力所做的功来量度等。 (3分) 考点:万有引力,势能概念。  
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考点分析:
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某同学设计了一个粗测玩具小车经过凹形桥模拟器最低点时的速度的实验。所用器材有:玩具小车可视为质点、压力式托盘秤、凹形桥模拟器圆弧部分的半径为R=020m。将凹形桥模拟器静置于托盘秤上,如图所示,托盘秤的示数为100kg;将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时,托盘秤的示数为140kg;将小车从凹形桥模拟器某一位置释放,小车经过最低点后滑向另一侧,此过程中托盘秤的最大示数为180kg,凹形桥模拟器与托盘间始终无相对滑动。取重力加速度g=10 m/s2,求:

1玩具小车的质量m;

2玩具小车经过凹形桥模拟器最低点时对其压力的大小F;

3玩具小车经过最低点时速度的大小v。

 

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如图所示,光滑水平冰面上固定一足够长的光滑斜面体,其底部与水平面相切,左侧有一滑块和一小孩站在冰车上处于静止状态。在某次滑冰游戏中,小孩将滑块以相对冰面v1=4 m/s的速度向右推出,已知滑块的质量m1=10 kg,小孩与冰车的总质量m2=40 kg,小孩与冰车始终无相对运动,取重力加速度g=10 m/s2,求:

1推出滑块后小孩的速度大小v2

2滑块在斜面体上上升的最大高度H;

3小孩推出滑块的过程中所做的功W。

 

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射击时枪筒固定,燃气推动子弹加速运动。如果把子弹在枪筒中的运动看做匀加速直线运动,子弹的加速度a=5×105 m/s2,质量m=1×10-2 kg,枪筒长x=064 m,阻力不计。求子弹:

1射出枪口时速度的大小v;

2所受推力的大小F。

 

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某同学利用如图甲所示的实验装置探究合力做功与动能变化之间的关系。

1除了图示的实验器材,下列器材中还必须使用的是     

A直流电源           B刻度尺

C秒表               D天平含砝码

2实验中需要通过调整木板倾斜程度以平衡摩擦力,目的是     

A为了使小车能做匀加速运动

B为了增大绳子对小车的拉力

C为了使绳子对小车做的功等于合外力对小车做的功

3为了使绳子的拉力约等于钩码的总重力,需要确保钩码的总质量远远小于小车的质量。实验时,先接通电源,再释放小车,得到图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个计数点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为sA、sB、sC,相邻计数点间的时间间隔为T,已知当地重力加速度为g,实验时钩码的总质量为m,小车的质量为M。从O到B的运动过程中,拉力对小车做功W=      ,小车动能变化量ΔEk=     

4另一位同学在本实验中,也平衡了摩擦力,并打出了一条纸带,但钩码的总质量m没有远远小于小车的质量M,在处理数据时,他仍然取绳子的拉力约等于钩码的总重力。该同学采用图像法进行数据分析:在纸带上选取多个计数点,测量起始点O到每个计数点的距离,并计算出每个计数点对应的小车速度v以及从O点到该计数点对应的过程中绳子拉力所做的功W,描绘出v2-W图像。请你根据所学的知识分析说明:该同学所描绘的v2-W图像应当是直线还是曲线不考虑空气阻力影响

 

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小芳和小强两位同学采用了不同的实验方案来研究平抛运动。

1小芳同学利用如图甲所示的装置进行实验。下列说法正确的是________。

A应使小球每次从斜槽上同一位置由静止释放

B斜槽轨道必须光滑

C斜槽轨道的末端必须保持水平

D本实验必需的器材还有刻度尺和秒表

2小强同学利用频闪照相的方式研究平抛运动。图乙是在每小格的边长为5cm的背景下拍摄的频闪照片,不计空气阻力,取重力加速度g=10 m/s2。则照相机两次闪光的时间间隔Δt=____s,小球被抛出时的水平速度v=_____m/s。

 

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