【題目】萬有引力定律能夠很好地將天體運行規(guī)律與地球上物體運動規(guī)律具有的內(nèi)在一致性統(tǒng)一起來。用彈簧秤稱量一個相對于地球靜止的小物體的重量,隨稱量位置的變化可能會有不同的結(jié)果。已知地球質(zhì)量為M,萬有引力常量為G。將地球視為半徑為R質(zhì)量均勻分布的球體。下列選項中說法正確的是
A. 在赤道地面稱量時,彈簧秤讀數(shù)為
B. 在北極地面稱量時,彈簧秤讀數(shù)為
C. 在北極上空高出地面h處稱量時,彈簧秤讀數(shù)為
D. 在赤道上空高出地面h處稱量時,彈簧秤讀數(shù)為
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【題目】已知地球半徑為R,地球表面重力加速度為g,萬有引力常量為G,不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響.
(1)求衛(wèi)星環(huán)繞地球運行的第一宇宙速度v1;
(2)若衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動且運行周期為T,求衛(wèi)星運行半徑r;
(3)由題目所給條件,請?zhí)岢鲆环N估算地球平均密度的方法,并推導(dǎo)出密度表達(dá)式.
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【題目】如圖所示,U形管兩臂粗細(xì)不等,開口向上,右端封閉的粗管橫截面積是開口的細(xì)管的三倍,管中裝入水銀,大氣壓為76cmHg。左端開口管中水銀面到管口距離為11cm,且水銀面比封閉管內(nèi)高4cm,封閉管內(nèi)空氣柱長為11cm。現(xiàn)在開口端用小活塞封住,并緩慢推動活塞,使兩管液面相平,推動過程中兩管的氣體溫度始終不變,試求:
①粗管中氣體的最終壓強(qiáng);
②活塞推動的距離。
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【題目】如圖甲所示,足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ所在平面與水平面成30°角,兩導(dǎo)軌的間距l=0.50 m,一端接有阻值R=1.0 Ω的電阻.質(zhì)量m=0.10 kg的金屬棒ab置于導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌垂直,電阻r=0.25 Ω.整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1. 0 T的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向下.t=0時刻,對金屬棒施加一平行于導(dǎo)軌向上的外力F,使之由靜止開始運動,運動過程中電路中的電流隨時間t變化的關(guān)系如圖乙所示.電路中其他部分電阻忽略不計,g取10 m/s2.求:
(1)4.0 s末金屬棒ab瞬時速度的大;
(2)3.0 s末力F的大;
(3)已知0~4.0 s時間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量為0.64 J,試計算F對金屬棒所做的功.
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【題目】氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實驗儀器,它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊,使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上,滑塊在導(dǎo)軌上的運動可視為沒有摩擦.我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導(dǎo)軌和滑塊A和B來驗證動量守恒定律,實驗裝置如圖所示(彈簧的長度忽略不計),采用的實驗步驟如下:
a.用天平分別測出滑塊A、B的質(zhì)量mA、mB;
b.調(diào)整氣墊導(dǎo)軌,使導(dǎo)軌處于水平狀態(tài);
c.在A和B間放入一個被壓縮的輕彈簧,用電動卡鎖鎖定,靜止放置在氣墊導(dǎo)軌上;
d.用刻度尺測出A的左端至C板的距離L1;
e.按下電鈕放開卡鎖,同時使分別記錄滑塊A、B運動時間的計時器開始工作.當(dāng)A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時停止計時,記下A、B分別到達(dá)C、D的運動時間t1和t2.
(1)實驗中還應(yīng)測量的物理量是_______________________________
(2)利用上述測量的物理量,驗證動量守恒定律的表達(dá)式是_________________.
(3)利用上述物理量寫出被壓縮彈簧的彈性勢能大小的表達(dá)式為______________.
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【題目】我們知道,根據(jù)光的粒子性,光的能量是不連續(xù)的,而是一份一份的,每一份叫一個光子,光子具有動量( hv/c ) 和能量(hv ),當(dāng)光子撞擊到光滑的平面上時,可以像從墻上反彈回來的乒乓球一樣改變運動方向,并給撞擊物體以相應(yīng)的作用力。光對被照射物體單位面積上所施加的壓力叫光壓。聯(lián)想到人類很早就會制造并廣泛使用的風(fēng)帆,能否做出利用太陽光光壓的“太陽帆”進(jìn)行宇宙航行呢?
1924年,俄國航天事業(yè)的先驅(qū)齊奧爾科夫斯基和其同事燦德爾明確提出“用照射到很薄的巨大反射鏡上的太陽光所產(chǎn)生的推力獲得宇宙速度”,首次提出了太陽帆的設(shè)想。但太陽光壓很小,太陽光在地球附近的光壓大約為10﹣6N/m2,但在微重力的太空,通過增大太陽帆面積,長達(dá)數(shù)月的持續(xù)加速,使得太陽帆可以達(dá)到甚至超過宇宙速度。IKAROS 是世界第一個成功在行星際空間運行的太陽帆。2010年5月21日發(fā)射,2010年12月8日,IKAROS 在距離金星 80,800 公里處飛行掠過,并進(jìn)入延伸任務(wù)階段。
設(shè)太陽單位時間內(nèi)向各個方向輻射的總能量為E,太空中某太陽帆面積為S,某時刻距太陽距離為r(r很大,故太陽光可視為平行光,太陽帆位置的變化可以忽略),且帆面和太陽光傳播方向垂直,太陽光頻率為v,真空中光速為c,普朗克常量為h。
(1)當(dāng)一個太陽光子被帆面完全反射時,求光子動量的變化△P,判斷光子對太陽帆面作用力的方向。
(2)計算單位時間內(nèi)到達(dá)該航天器太陽帆面的光子數(shù)。
(3)事實上,到達(dá)太陽帆表面的光子一部分被反射,其余部分被吸收。被反射的光子數(shù)與入射光子總數(shù)的比,稱為反射系數(shù)。若太陽帆的反射系數(shù)為ρ,求該時刻太陽光對太陽帆的作用力。
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【題目】我國曾成功發(fā)射“一箭20星”,在火箭上升的過程中分批釋放衛(wèi)星,使衛(wèi)星分別進(jìn)入離地200~600km高的軌道。軌道均視為圓軌道,下列說法正確的是
A. 離地近的衛(wèi)星比離地遠(yuǎn)的衛(wèi)星運動速率小
B. 上述衛(wèi)星的角速度均大于地球自轉(zhuǎn)的角速度
C. 離地近的衛(wèi)星比離地遠(yuǎn)的衛(wèi)星向心加速度小
D. 同一軌道上的衛(wèi)星受到的萬有引力大小定相同
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【題目】一根輕質(zhì)桿長為2l,可繞固定于中點位置處的軸在豎直面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動,桿兩端固定有完全相同的小球1和小球2,它們的質(zhì)量均為m,帶電量分別為+q和-q,整個裝置放在如圖所示的關(guān)于豎直線對稱的電場中.現(xiàn)將桿由水平位置靜止釋放,讓小球1、2繞軸轉(zhuǎn)動到豎直位置A、B兩點,設(shè)A、B間電勢差為U,該過程中( )
A. 小球2受到的電場力減小
B. 小球1電勢能減少了Uq
C. 小球1、2的機(jī)械能總和增加了Uq+mgl
D. 小球1、2的動能總和增加了Uq
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【題目】如圖所示,小車AB放在光滑水平面上,A端固定一個輕彈簧,B端粘有油泥,AB總質(zhì)量為M,質(zhì)量為m的木塊C放在小車上,用細(xì)繩連接于小車的A端并使彈簧壓縮,開始時AB和C都靜止,當(dāng)突然燒斷細(xì)繩,C被釋放,使C離開彈簧向B端沖去,并跟B端油泥粘在一起,忽略一切摩擦,以下說法正確的是【 】
A. 彈簧伸長過程中C向右運動,同時AB也向右運動
B. C與B碰前,C與AB的速率之比為M∶m
C. C與油泥粘在一起后,AB立即停止運動
D. C與油泥粘在一起后,AB繼續(xù)向右運動
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