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“勇气”号探测器离火星地面12m时与降落伞自动脱离,被众气囊包裹的探测器竖直下落...

“勇气”号探测器离火星地面12m时与降落伞自动脱离,被众气囊包裹的探测器竖直下落到地面后又弹跳到5层楼的(以15m进行计算)高度,这样上下碰撞了20多分后,才静止在火星表面上.已知火星半径为地球半径的二分之一,质量为地球的manfen5.com 满分网(取地球表面的重力加速度为10m/s2,计算结果均取两位有效数字).
(1)若探测器第一次碰到火星地面时其机械能损失为探测器12m高处机械能的10%,不计空气的阻力,求探测器在12m高处的速度.
(2)已知探测器和气囊的总质量为200kg,设与地面第一次碰撞时气囊和地面接触时间为0.4s,求探测器与火星碰撞时所受到的平均冲力?
1、在星球表面处有,可以解出火星表面的重力加速度,再根据能量关系,代入数据,即可算出v火. 2、先用速度与位移的关系公式求出碰撞前后的速度大小,再运用动量定理计算平均冲力. 【解析】 (1)设探测器在12m高处向下的速度为v火,则有 在星球表面处有, 可得 联立解得v火=6.4m/s (2)设探测器与火星碰前瞬间的速度为v1,反弹的速度为v2,则有 规定向上为正方向,对探测器由动量定理可得 (F-mg火)t=mv2-mv1 解以上各式得F=1.3×104N 答:(1)若探测器第一次碰到火星地面时其机械能损失为探测器12m高处机械能的10%,不计空气的阻力,则探测器在12m高处的速度为6.4m/s. (2)已知探测器和气囊的总质量为200kg,设与地面第一次碰撞时气囊和地面接触时间为0.4s,则探测器与火星碰撞时所受到的平均冲力为1.3×104N.
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考点分析:
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像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图甲所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.
现利用图乙所示装置测量滑块和长1m左右的木块间的动摩擦因数,图中MN是水平桌面,Q是木板与桌面的接触点,1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门,与之连接的两个光电计时器(没有画出).此外在木板顶端的P点还悬挂着一个铅锤,让滑块从木板的顶端滑下,光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5.0×10-2s和2.0×10-2s.用游标卡尺测量小滑块的上部挡板的宽度d,卡尺数如图丙所示.
(1)读出滑块挡板的宽度d=______cm.
(2)滑块通过光电门1的速度v1=______m/s,滑块通过光电门2的速度v2=______m/s.
(3)若仅提供一把米尺,已知当地的重力加速度为g,为完成测量,除了研究v1、v2和两个光电门之间的距离L外,还需测量的物理量是______(说明各量的物理意义,同时指明代表物理量的字母).
(4)用(3)中各量求解动摩擦因数的表达式μ=______ (用字母表示).manfen5.com 满分网
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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