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(1)开普勒从1609年~1619年发表了著名的开普勒行星运动三定律,其中第一定...

(1)开普勒从1609年~1619年发表了著名的开普勒行星运动三定律,其中第一定律为:所有的行星分别在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运满分5 manfen5.com动,太阳在这个椭圆的一个焦点上。第三定律:所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等.实践证明,开普勒三定律也适用于其他中心天体的卫星运动。

(2)从地球表面向火星发射火星探测器.设地球和火星都在同一平面上绕太阳做圆周运动,火星轨道半径Rm为地球轨道半径R的1.5倍,简单而又比较节省能量的发射过程可分为两步进行:第一步,在地球表面用火箭对探测器进行加速,使之获得足够动能,从而脱离地球引力作用成为一个沿地球轨道运动的人造行星。第二步是在适当时刻点燃与探测器连在一起的火箭发动机,在短时间内对探测器沿原方向加速,使其速度数值增加到适当值,从而使得探测器沿着一个与地球轨道及火星轨道分别在长轴两端相切的半个椭圆轨道正好射到火星上.当探测器脱离地球并沿地球公转轨道稳定运行后,在某年3月1日零时测得探测器与火星之间的角距离为60°,如图所示,问应在何年何月何日点燃探测器上的火箭发动机方能使探测器恰好落在火星表面?(时间计算仅需精确到日),已知地球半径为:满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com

 

4月7日 【解析】    (题中信息:“从地面向火星发射火星探测器的两个步骤……”,表明:为使探测器落到火星上,必须选择适当时机点燃探测器上的发动机,使探测器沿椭圆轨道到达火星轨道的相切点,同时,火星也恰好运行到该点,为此必须首先确定点燃时刻两者的相对位置)因探测器在地球公转轨道运行周期与地球公转周期相等:探测器在点火前绕太阳转动角速度        ωd=ωe==   由(题中信息)开普勒第三定律得:探测器在椭圆轨道上运行周期:T′d=Te=365×1.400天=510天 因此,探测器从点火到到达火星所需时间: t== 火星公转周期: Tm=Te= 火星绕太阳转动的角速度: 由于探测器运行至火星需255天,在此期间火星绕太阳运行的角度: 即:探测器在椭圆轨道近日点点火时,火星在远日点的切点之前137°. 亦即,点燃火箭发动机时,探测器与火星角距离应为 (如图) 已知某年3月1日零时,探测器与火星角距离为60°(火星在前,探测器在后)为使其角距离变为,必须等待时间 则: 所以: 故点燃发动机时刻应为当年3月1日后38天,即4月7日.  
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惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹工程中,这个系统的重要元件之一是加速度计,加速度计的构造原理的示意图如下图所示。沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一质量为m的滑块,滑块两侧分别与劲度系数均为k的弹黄相连;两弹簧的另一端与固定端相连,滑块原来静止,弹簧处于自然长度,滑块上有指针,可通过标尺测出滑块的位移,然后通过控制系统进行制导。设某段时间内导弹沿水平方向运动,指针向左偏离O点的距离为x,则这段时间内导弹的加速度( )。

A.方向向左,大小为kx/m

B.方向向右,大小为kx/m

C.方向向左,大小为2kx/m

D.方向向右,大小为2kx/m

 

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某科技馆中有一个展品,该展品放在较暗处,有一个不断均匀滴水的龙头(刚滴出的水滴速度为零),在平行光源的照射下,只要耐心地缓慢调节水滴下落的时间间隔,在适当情况下参观者可以观察到一种奇特的现象:水滴好像都静止在各自固定的位置不动(如图的A、B、C、D所示,刻度尺上数值的单位是cm).取g=10m/s2,要想出现这一种现象,所用光源应满足的条件是

A.持续发光的光源

B.间歇发光,间隔时间为1.4s

C.间歇发光,间隔时间为0.14s

D.间歇发光,间隔时间为0.2s

 

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利用传感器和计算机可以研究快速变化的力的大小,实验时让质量为M的某消防员从一平台上自由下落,落地过程中先双脚触地,接着他用双腿弯曲的方法缓冲,使自身重心又下降了段距离,最后停止,用这种方法获得消防员受到地面冲击力随时间变化的图线如图所示.根据图线所提供的信息,以下判断正确的是

A.t1时刻消防员的速度最大

B.t2时刻消防员的速度最大

C.t3时刻消防员的速度最大

D.t4时刻消防员的速度最大

 

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磕头虫是一种不用足跳但又善于跳高的小甲虫.当它腹朝天、背朝地躺在地面时,将头用力向后仰,拱起体背,在身下形成一个三角形空区,然后猛然收缩体内背纵肌,使重心迅速向下加速,背部猛烈撞击地面,地面反作用力便将其弹向空中(设磕头虫撞击地面和弹起的速率相等).弹射录像显示,磕头虫拱背后重心向下加速(视为匀加速)的距离约为0.8mm,弹射最大高度约24cm.人原地起跳方式是,先屈腿下蹲,然后突然蹬地向上加速.如果加速过程(视为匀加速)人的重心上升高度约为 0.5m,假设人与磕头虫向下的加速度大小相等,那么人离地后重心上升的最大高度可达(不计空气阻力的影响)

A.150m

B.75m

C.15m

D.7.5m

 

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如图所示是一种汽车安全带控制装置的示意图.当汽车静止或做匀速直线运动时,摆锺竖直悬挂,锁棒水平,棘轮可以自由转动,安全带能被拉动,当汽车突然刹车时,摆锺由于惯性绕轴摆动,使得锁棒锁定棘轮的转动,安全带不能被拉动,若摆锤从图中实线位置摆到虚线位置,汽车的可能运动方向和运动状态是

A.向右行驶,突然刹车

B.向左行驶,突然刹车

C.向左行驶,匀速直线运动

D.向右行驶,匀速直线运动

 

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