(12分)我国神舟九号飞船已于2012年6月16日成功发射,与“天官一号”目标飞行器展开手控交会对接,飞行乘组由3名航天员组成。天宫一号目标飞行器,是我国自主研制的全新的载人飞行器,计划在轨道上的工作运行时间为2年,它可以与载人飞船进行多次对接。已知“天宫一号”飞行器质量为m,运行高度为h,地球半径为R,地球表面的重力加速度为g。求:
(1)天宫一号受到地球的万有引力大小;
(2)天宫一号的运行周期。
(9分)如图所示,由光滑细管组成的竖直轨道,两圆形轨道半径分别为R和R/2 ,A、B分别是两圆形轨道的最高点,质量为m的小球通过这段轨道时,在A处刚好对管壁无压力,求:
(1)小球通过A处时的速度大小;
(2)小球通过B处时的速度大小;
(3)小球在B处对管壁的压力大小。
(9分)一颗质量m=10g的子弹,以速度v=600m/s从枪口飞出,子弹飞出枪口时的动能为多大?若测得枪膛长s=0.6m,则火药引爆后产生的高温高压气体在枪膛内对子弹的平均推力多大?
用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源,输出电压有交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始下落,打点计时器在重锤拖着的纸带上打出一系列的点,对图中纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。
(1)下列几个操作步骤中:
A.按照图示,安装好实验装置;
B.将打点计时器接到电源的“交流输出”上;
C.用天平测出重锤的质量;
D.先释放重锤,后接通电源,纸带随着重锤运动,打点计时器在纸带上打下一系列的点;
E.测量纸带上某些点间的距离;
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势是否等于增加的动能。
没有必要的是 ,操作错误的是 。(填步骤前相应的字母)
(2)使用质量为m的重锤和打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,在选定的纸带上依次取计数点如图所示,纸带上所打的点记录了物体在不同时刻的位置,那么纸带的 端(填“左”或“右”)与重物相连.设打点计时器的打点周期为T,且O为打下的第一个点。当打点计时器打点“3”时,物体的动能表达式为 ,若以重物的运动起点O为参考点,当打第点“3”时物体的机械能表达式为 。
一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系。实验装置如右图甲所示,在离地面高为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子右边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量为m的小钢球接触。将小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使小球沿水平方向射出桌面,小球在空中飞行落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。若测得某次压缩弹簧释放后小球落点P痕迹到O点的距离为s,则释放小球前弹簧的弹性势能表达式为
质量相等的两木块A、B用一轻弹簧栓接,静置于水平地面上,如图甲所示。现用一竖直向上的力F拉动木块A,使木块A向上做匀加速直线运动,弹簧始终处于弹性限度内,如图乙所示。则从木块A开始运动到木块B将要离开地面的过程中
A.力F大小先增加后减小
B.弹簧的弹性势能先增加后减小
C.木块A的动能和重力势能之和先增大后减小
D.两木块A、B和轻弹簧组成的系统的机械能一直增大