題目列表(包括答案和解析)
(勻變速直線運動+受力分析+牛頓第二定律+v-t圖像)“神舟”六號飛船完成了預(yù)定空間科學(xué)和技術(shù)試驗任務(wù)后,返回艙于2005年10月17日4時11分開始從太空向地球表面按預(yù)定軌道返回,在離地10 km的高度打開阻力降落傘減速下降,這一過程中若返回艙所受阻力與速度的平方成正比,比例系數(shù)(空氣阻力系數(shù))為k,設(shè)返回艙總質(zhì)量M=3000 kg,所受空氣浮力恒定不變,且認(rèn)為豎直降落.從某時刻開始計時,返回艙的運動v-t圖象如圖中的AD曲線所示,圖中AB是曲線在A點的切線,切線交于橫軸一點B的坐標(biāo)為(8,0),CD是平行橫軸的直線,交縱軸于C點C的坐標(biāo)為(0,8).g=10 m/s2,請解決下列問題:
(1)在初始時刻v0=160 m/s時,它的加速度多大?
(2)推證空氣阻力系數(shù)k的表達式并算出其數(shù)值.
(3)返回艙在距離高度h=1 m時,飛船底部的4個反推力小火箭點火工作,使其速度由8 m/s迅速減至1 m/s后落在地面上,若忽略燃料質(zhì)量的減少對返回艙總質(zhì)量的影響,并忽略此階段速度變化而引起空氣阻力的變化,試估算每支小火箭的平均推力(計算結(jié)果取兩位有效數(shù)字)
一、1、C 2、B 3、C 4、C 5、C 6、C 7、D 8、ACD
二、實驗題:(18分)將答案填在題目的空白處,或者要畫圖連線。
9、(9分)①(2分)P
②(3分)3.66×10-3(或3.7×10-3); 0.54%
在實驗誤差允許范圍內(nèi),可認(rèn)為系統(tǒng)在碰前的動量和碰后的支量是相等的。
③(2分)D
④(2分)
10、(9分)(1)(3分)2.90,3.50,V1,(2)(6分)E=b/(1-k),I不可以,U1-U2,
三、本大題共三小題共計54分.解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟.只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值計算的題.答案中必須明確寫出數(shù)值和單位
11、(16分)(1)(4分)加速度大小 a = 20m/s2 (1分)
根據(jù)牛頓第二定律 Eq = ma (1分)
解得場強 E = 2.0×104N/C (1分)
方向沿x軸負方向 (1分)
(2)(6分)物體在O點的初速度 v0 = 6.0m/s (1分)
減速時間 t1 = = 0.3s (1分)
0.3s內(nèi)經(jīng)過的路程 x1 = = 0.9 m (1分)
后0.2s物體做勻加速直線運動,經(jīng)過的路程
x2 = = 0.4m (1分)
0.5s內(nèi)物體經(jīng)過的路程 s = x1+x2 = 1.3m (2分)
(3)(6分)第0.6s末帶電物體回到坐標(biāo)原點O (1分)
之后的0.2s物體以初速度v0做類平拋運動
在y方向根據(jù)牛頓第二定律
Eq ? mg = ma′ (1分)
(1分)
解得物體在y方向經(jīng)過的距離y0 = 0.2m (1分)
電場力做功 W = Eq y0 = 8.0×10-3J (1分)
所以電勢能減少8.0×10-3J (1分)
(或電勢能的變化量為 ∆EP = ? 8.0×10-3J)
12、(18分)(1)飛機水平速度不變 (1分)
y方向加速度恒定 (2分)
消去t即得 (2分)
由牛頓第二定律 (3分)
(2)升力做功 (3分)
在h處 (3分)
∴ (4分)
13、(20分)(1)當(dāng)ab剛處于磁場時燈正好正常工作,U外=U,U內(nèi)=2U,
(6分)
(2)因為勻速移動,所以在磁場區(qū)域經(jīng)過棒ab的過程中,燈一直正常工作,故等L1消耗的電能為 (6分)
(3)棒與燈1并聯(lián)后,再與2串聯(lián),所以要保證燈2不會燒壞就可以,即以燈2正常工作為準(zhǔn)。(8分)
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