5.2004年1月25日,繼“勇氣”號(hào)之后,“機(jī)遇”號(hào)火星探測(cè)器再次成功登陸火星.在人類(lèi)成功登陸火星之前,人類(lèi)為了探測(cè)距離地球大約3.0×105km的月球,也發(fā)射了一種類(lèi)似四輪小車(chē)的月球探測(cè)器.它能夠在自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)的控制下行走,且每隔10s向地球發(fā)射一次信號(hào).探測(cè)器上還裝著兩個(gè)相同的減速器(其中一個(gè)是備用的),這種減速器可提供的最大加速度為5m/s2.某次探測(cè)器的自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)出現(xiàn)故障,從而使探測(cè)器只能勻速前進(jìn)而不再能自動(dòng)避開(kāi)障礙物.此時(shí)地球上的科學(xué)家必須對(duì)探測(cè)器進(jìn)行人工遙控操作.下表為控制中心的顯示屏的數(shù)據(jù):

已知控制中心的信號(hào)發(fā)射與接收設(shè)備工作速度極快.科學(xué)家每次分析數(shù)據(jù)并輸入命令最少需要3s.(電磁波傳播速度等于光速) 問(wèn):
(1)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)分析,你認(rèn)為減速器是否執(zhí)行了減速命令?
(2)假如你是控制中心的工作人員,應(yīng)采取怎樣的措施?加速度需滿足什么條件?請(qǐng)計(jì)算說(shuō)明.

分析 (1)已知前后兩次距離障礙物的距離和經(jīng)過(guò)的時(shí)間,根據(jù)公式V=$\frac{x}{t}$即可求出勻速運(yùn)動(dòng)的速度;如果執(zhí)行了命令,則探測(cè)器做勻減速,根據(jù)勻減速直線運(yùn)動(dòng)位移時(shí)間公式求出運(yùn)動(dòng)的位移,跟給你的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較即可求解;
(2)如我是控制中心的工作人員,則立即下達(dá)減速命令,根據(jù)位移時(shí)間公式算出加速度的范圍.

解答 解:(1)設(shè)在地球和月球之間傳播電磁波需時(shí)為:${t_0},{t_0}=\frac{{{s_{月地}}}}{c}=1s$…(1)
從前兩次收到的信號(hào)可知:探測(cè)器的速度為:${v_1}=\frac{52-32}{10}=2m/s$…(2)
由題意可知,從發(fā)射信號(hào)到探測(cè)器收到信號(hào)并執(zhí)行命令的時(shí)刻為9:1034.控制中心第三次收到的信號(hào)是探測(cè)器在9:1039發(fā)出的.
從后兩次收到的信號(hào)可知探測(cè)器的速度為:$v=\frac{32-12}{10}=2m/s$…(3)
可見(jiàn),探測(cè)器速度未變,并未執(zhí)行命令而減速.減速器出現(xiàn)故障.
(2)應(yīng)啟用另一個(gè)備用減速器.再經(jīng)過(guò)3s分析數(shù)據(jù)和1s接收時(shí)間,探測(cè)器在9:1044執(zhí)行命令,此時(shí)距前方障礙物距離s=2m.設(shè)定減速器加速度為a,則有$s=\frac{v^2}{2a}≤2$m,
可得a≥1m/s2…(4)
即只要設(shè)定加速度a≥1m/s2,便可使探測(cè)器不與障礙物相撞.
答:答:(1)未執(zhí)行命令而減速.減速器出現(xiàn)故障
(2)應(yīng)啟用另一個(gè)備用減速器,只要設(shè)定加速度a≥1m/s2,便可使探測(cè)器不與障礙物相撞.

點(diǎn)評(píng) 本題考查了勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式的直接應(yīng)用,要求同學(xué)們能根據(jù)表格讀出有用信息,難度適中.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

15.由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體,第1s內(nèi)通過(guò)0.4m的位移,則物體的加速度為0.8m/s2;物體在第1s末的速度為0.8m/s.

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16.讓小球從斜面的頂端滾下(如圖所示標(biāo)出了不同時(shí)刻小球沿斜面滾下的位置),試粗略計(jì)算:
(1)小球從O到B的平均速度;
(2)小球在A點(diǎn)和B點(diǎn)的瞬時(shí)速度;
(3)小球運(yùn)動(dòng)的加速度.

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13.如圖所示,水平桌面上有一輕彈簧,左端固定在A點(diǎn),自然狀態(tài)時(shí)其右端位于B點(diǎn).水平桌面右側(cè)有一豎直放置的光滑軌道MNP,其形狀為半徑R=0.8m的圓環(huán)剪去了左上角135?的圓弧,MN為其豎直半徑,P點(diǎn)到桌面的豎直距離也是R.用質(zhì)量m1=0.4kg的物塊將彈簧緩慢壓縮到C點(diǎn),釋放后彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)物塊恰停止在B點(diǎn).用同種材料、質(zhì)量為m2=0.2kg的物塊將彈簧緩慢壓縮到C點(diǎn)釋放,物塊過(guò)B點(diǎn)后其在桌面上運(yùn)動(dòng)時(shí)位移與時(shí)間的關(guān)系為s=6t-2t2,物塊飛離桌面后由P點(diǎn)沿切線落入圓軌道.取g=10m/s2.求:

(1)BP間的水平距離;
(2)判斷m2能否沿圓軌道到達(dá)M點(diǎn);
(3)釋放后m2運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力做的功.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

20.某同學(xué)用如圖1所示的裝置測(cè)定重力加速度.
(1)電火花計(jì)時(shí)器的工作電壓為交流220.
(2)打出的紙帶如圖2所示,實(shí)驗(yàn)時(shí)紙帶的B端應(yīng)和重物相連接(選填“A”或“B”).

(3)已知電源頻率為50Hz,紙帶上1至9各點(diǎn)為計(jì)時(shí)點(diǎn),由紙帶所示數(shù)據(jù)可算出實(shí)驗(yàn)時(shí)的加速度大小為9.4 m/s2.(保留兩位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

10.電動(dòng)自行車(chē)提供能量的裝置為裝在電池盒內(nèi)的電池組,當(dāng)它給電動(dòng)機(jī)供電時(shí),電動(dòng)機(jī)將帶動(dòng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng).假設(shè)有一輛電動(dòng)自行車(chē),人和車(chē)的總質(zhì)量為120kg.當(dāng)該車(chē)在水平地面上以5m/s的速度勻速行駛時(shí),它受到的阻力約等于人和車(chē)總重的0.02倍,此時(shí)電池組加在電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為36V,通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為5A.若連接導(dǎo)線的電阻不計(jì),傳動(dòng)裝置消耗的能量不計(jì),g取10m/s2.求:
(1)電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率; 
(2)電動(dòng)機(jī)線圈的電阻.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

17.飛機(jī)起飛過(guò)程可分為兩個(gè)勻加速運(yùn)動(dòng)階段,其中第一階段飛機(jī)的加速度為a1,運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1.當(dāng)?shù)诙A段結(jié)束時(shí),飛機(jī)剛好達(dá)到規(guī)定的起飛速度v0.飛機(jī)起飛過(guò)程中,在水平直跑道上通過(guò)的路程為s.求第二階段飛機(jī)運(yùn)動(dòng)的加速度a2和時(shí)間t2

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

14.一量程為0.6A的電流表,其刻度盤(pán)如圖所示.今在此電流表的兩端間并聯(lián)一個(gè)電阻,其阻值等于該電流表內(nèi)阻的$\frac{1}{2}$,使之成為一個(gè)新的電流表,則圖示的刻度盤(pán)上的每一小格表示0.06A.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

7.如圖所示,兩條水平虛線之間有垂直于紙面向里,寬度為h,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),質(zhì)量為m,電阻為R的正方形線圈邊長(zhǎng)為L(zhǎng)(L<h),線圈保持豎直由靜止釋放,其下邊緣ab剛好進(jìn)入磁場(chǎng)和剛穿出磁場(chǎng)時(shí)的速度都是v0,則下列說(shuō)法中正確的是( 。
A.ab剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)ab兩點(diǎn)間電壓為BLv0
B.ab剛穿出磁場(chǎng)時(shí)ab兩點(diǎn)間電壓為BLv0
C.線圈進(jìn)入磁場(chǎng)產(chǎn)生的電能為mg(h-L)
D.線圈從進(jìn)入到穿出磁場(chǎng)的全過(guò)程產(chǎn)生的電能為2mgh

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