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科学家认为在太阳系中除地球外最有可能出现生命的是土卫六---泰坦。为了研究土卫六,假设我们发射一个质量为m的探测器,使探测器进入土卫六引力区时,能够绕土卫六做匀速圆周运动,此时探测器距离土卫六表面的高度为h,以后探测器可以经过一系列的制动到达土卫六表面附近,然后开始以初速度垂直土卫六地面匀减速下落,直到悬停,所用的时间为t,假设轨迹为直线。土卫六的半径为R,土卫六表面的重力加速度为g,引力常量为G,求:

(1)探测器绕土卫六做圆周运动的周期;

(2)土卫六的第一宇宙速度及平均密度;

(3)探测器下落时发动机的平均推力F。

 

(1) ;(2) ;(3)F=m(+g); 【解析】试题分析:根据重力等于万有引力和牛顿第二定律即可求出周期;根据牛顿第二定律求出质量,再结合密度公式即可求出密度;根据匀变速直线运动规律,探测器下落时的加速度,根据牛顿第二定律求出推力。 (1)土卫六表面的物体,重力等于万有引力,有 对于探测器有: 联立解得: (2)探测器运行所需向心力由万有引力提供,有: 得土卫六的第一宇宙速度 由上可知 且 联立得土卫六的平均密度: (3)根据匀变速直线运动规律,探测器下落时的加速度为 根据牛顿第二定律有:F-mg=ma 解得:
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已知地球与火星的质量之比=101,半径之比=21,现用一段绳子水平拖动放在火星表面固定木板上的箱子,设箱子与木板间摩擦因数为0.5,水平拉力F=10N,箱子的质量为m=1kg,地球表面重力加速度g10m/s².求:

(1)火星表面的重力加速度g是多少。

(2)箱子获得的加速度是多少.

 

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如图所示,一杂技运动员骑摩托车沿一竖直圆轨道特技表演,竖直圆的半径R=40m;若摩托车运动的速率恒为v=20m/s,人和车的总质量m=200kg(摩托车车身的长不计),取g=10m/s²,求:

(1)摩托车通过最高点A时对轨道压力.

(2)摩托车通过最低点B时对轨道压力.

(3)当摩托车的速度恰好竖直上时对轨道压力.

 

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在冬天,高为h=1.25m的平台上,覆盖了一层冰,一乘雪橇的滑雪爱好者,从距平台边缘s=24m处以一定的初速度向平台边缘滑去,如图所示,当他滑离平台即将着地时的瞬间,其速度方向与水平地面的夹角为θ=45°,取重力加速度g=10m/s2。求:

1)滑雪者着地点到平台边缘的水平距离是多大;

2)若平台上的冰面与雪橇间的动摩擦因数为μ=0.05,则滑雪者的初速度是多大?

 

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某物理实验小组采用如图所示的装置研究平抛运动.

(1)安装实验装置的过程中,斜槽末端的切线必须是水平的,这样做的目的是______(填选项前的字母).

A.保证小球飞出时的速度既不太大也不太小

B.保证小球飞出时的初速度水平

C.保证小球在空中运动的时间每次都相等

D.保证小球运动的轨迹是一条抛物线

(2)某同学每次都将小球从斜槽的同一位置由静止释放,并从斜槽末端水平飞出.改变水平挡板的高度,就改变了小球在板上落点的位置,从而可描绘出小球的运动轨迹,该同学设想小球先后三次做平抛运动,将水平板依次放在图中123的位置,且12的间距等于23的间距.若三次实验中小球从抛出点到落点的水平位移依次为不知,忽略空气阻力的影响,则下面分析正确的是_____(填选项前的字母).

A.

B.

C.

D.无法判断()()的大小关系

(3)另一同学通过正确的实验步骤及操作,在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹.部分运动轨迹如图所示,图中小格在水平方向与竖直方向上的长度均为L 是轨迹图线上的3个点, 之间、之间的水平距高相等,重力加速度为g,可求出小球从运动到所用的时间为______,小球抛出时的水平速度为______.

 

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某研究性学习小组进行了如下实验:如图所示,在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水,水中放一个红蜡做成的小圆柱体R(R视为质点),将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合,在R从坐标原点以速度=3cm/s匀速上浮的同时,玻璃管沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动.

(1)同学们测出某时刻R的坐标为(4cm,6cm),此时R的速度大小为________cm/s.R的加速度大小为______cm/s²(填选项字号).

(2)R在上升过程中运动轨迹的示意图是图中的______(填选项序号).

 

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