(12分)目前,我国正在实施“嫦娥奔月”计划.如图所示,登月飞船以速度v0绕月球做圆周运动,已知飞船质量为m=1.2×104kg,离月球表面的高度为h=100km,飞船在A点突然向前做短时间喷气,喷气的相对速度为u=1.0×104m/s,喷气后飞船在A点的速度减为vA,于是飞船将沿新的椭圆轨道运行,最终飞船能在图中的B点着陆(A、B连线通过月球中心,即A、B两点分别是椭圆的远月点和近月点),试问:
(1)飞船绕月球做圆周运动的速度v0是多大?
(2)由开普勒第二定律可知,飞船在A、B两处的面积速度相等,即rAvA=rBvB,为使飞船能在B点着陆,A点的速度vA是多大?已知月球的半径为R=1700km,月球表面的重力加速度为g=1.7m/s2(选无限远处为零势能点,物体的重力势能大小为Ep=).
(11分)如图所示,一倾角为37o的传输带以恒定的速度运行。现将一质量m=1kg的小物体抛上传输带,物体相对地面的速度图象如图所示,取沿着传输带向上为正方向,(g取10m/s,sin37o=0.6,cos37o=0.8.)求:
(1)0~8s内物体的位移
(2)物体与传输带间的动摩擦因数
(3)0~8s内物体机械能增量及因与传输带摩擦产生的热量Q
(10分)如图所示,在水平桌面上有一个轻弹簧一端被固定,另一端放一质量m = 0.20kg的小滑块,用一水平力推着滑块缓慢压缩弹簧,使弹簧具有弹性势能E = 0.90 J时突然撤去推力,滑块被弹簧弹出,在桌面上滑动后由桌边水平飞出落到地面。已知桌面距地面的高度h = 0.80m,重力加速度g取10m/s2,忽略小滑块与桌面间的摩擦以及空气阻力。求:
(1)滑块离开桌面时的速度大小。
(2)滑块离开桌面到落地的水平位移。
(3)滑块落地时的速度大小和方向。
(一)(6分)用打点计时器研究物体的自由落体运动,得到如图一段纸带,测得AB=7.65cm, BC=9.17cm已知交流电频率是50Hz,则打B点时物体的瞬时速度为 m/s。实验测出的重力加速度值为 m/s2。
(二)(9分)探究能力是物理学研究的重要能力之一。物体因绕轴转动而具有的动能叫转动动能,转动动能的大小与物体转动的角速度有关。为了研究某一砂轮的转动动能Ek与角速度ω的关系。某同学采用了下述实验方法进行探索:(图)先让砂轮由动力带动匀速旋转测得其角速度ω,然后让砂轮脱离动力,由于克服转轴间摩擦力做功,砂轮最后停下,测出砂轮脱离动力到停止转动的圈数n,通过分析实验数据,得出结论。经实验测得的几组ω和n如下表所示:
ω/rad·s-1 |
0.5 |
1 |
2 |
3 |
4 |
n |
5.0 |
20 |
80 |
180 |
320 |
Ek/J |
|
|
|
|
|
另外已测得砂轮转轴的直径为1cm,转轴间的摩擦力为10/πN。
(1)计算出砂轮每次脱离动力的转动动能,并填入上表中。
(2)由上述数据推导出该砂轮的转动动能Ek与角速度ω的关系式为 。
(3)若测得脱离动力后砂轮的角速度为2.5rad/s,则它转过45圈后的角速度为 rad/s。
在光滑圆锥形容器中,固定了一根光滑的竖直细杆,细杆与圆锥的中轴线重合,细杆上穿有小环(小环可以自由转动,但不能上下移动),小环上连接一轻绳,与一质量为m的光滑小球相连,让小球在圆锥内作水平面上的匀速圆周运动,并与圆锥内壁接触。如图所示,图(a)中小环与小球在同一水平面上,图(b)中轻绳与竖直轴成θ角。设a图和b图中轻绳对小球的拉力分别为Ta和Tb,圆锥内壁对小球的支持力分别为Na和Nb,则在下列说法中正确的是( )
A.Ta一定为零,Tb 一定为零
B.Ta可以为零,Tb可以不为零
C.Na一定不为零,Nb可以为零
D.Na可以为零,Nb 可以不为零
物体A、B均静止在同一水平面上,其质量分别为mA、mB,与水平面间的动摩擦因数分别为μA、μB,水平方向的力F分别作用在A、B上,所产生的加速度a与力F的关系分别如图中的a、b所示,则以下判断正确的是( )
A.μA >μB mA < mB B.μA =μB mA < mB
C.μA <μB mA > mB D.μA =μB mA = m