2005年10月12日9时,“神舟六号”飞船发射升空,飞船按预定轨道在太空飞行四天零十九小时32分(用t表示),环绕地球77圈(用n表示).“神舟六号”运行过程中由于受大气阻力和地球引力的影响,飞船飞行轨道会逐渐下降.为确保正常运行,“神舟六号”飞船飞行到第30圈时,对飞船进行了一次精确的“轨道维持”(通过发动机向后喷气,利用反冲校准轨道).设总质量为m的“神舟六号”飞船的预定圆形轨道高度为h,当其实际运行高度比预定轨道高度低了△h时,控制中心开始启动轨道维持程序,开动小动量发动机,经时间△t后,飞船恰好重新进入预定轨道平稳飞行.地球半径为R,地球表面重力加速度为g.
(1)求“神舟六号”轨道离地面高度h的表达式(用题中所给的数据表示);
(2)已知质量为m的物体在地球附近的万有引力势能
(以无穷远处引力势能为零,r表示物体到地心的距离),忽略在轨道维持过程中空气阻力对飞船的影响,求在轨道维持过程中,小动量发动机的平均功率P的表达式(轨道离地面高度为h不用代入(1)问中求得的结果).
考点分析:
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科学家设想在未来的航天事业中用太阳帆来加速星际宇宙飞船,按照近代光的粒子说,光由光子组成,飞船在太空张开太阳帆,使太阳光垂直射到太阳帆上,太阳帆面积为S,太阳帆对光的反射率为100%,设太阳帆上每单位面积接受太阳光的辐射功率为P(即单位时间t
内有Pt
的光能到达).已知每个光子动量为
(式中h为普朗克恒量;γ为光频率;c为光速),则:
(1)若飞船总质量为m,求飞船加速度的表达式.
(2)如果太阳帆对阳光一面是黑色,可以完全吸收太阳光,则飞船加速度表达式又是怎样的?
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在海滨游乐场里有一种滑沙的游乐活动,如图所示,人坐在滑板上从斜坡的高处由静止开始滑下,滑到斜坡底端B点后沿水平的滑道再滑行一段距离到C点停下来,若某人和滑板的总质量m=60.0kg,滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数相同,大小为μ=0.50,斜坡的倾角θ=37°,斜坡与水平滑道间是平滑连接的,整个运动过程中空气阻力忽略不计,重力加速度g取10m/s
2
(1)人从斜坡滑下的加速度为多大?
(2)若由于场地的限制,水平滑道的最大距离为L=20.0m,则人在斜坡上滑下的距离AB应不超过多少?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
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测量电流表内阻的电路图如图所示,实验的操作步骤如下:
①将电阻箱R的电阻调到零;
②闭合开关,调节滑动变阻器R
1的滑片,使得电流表达到满偏电流I
;
③保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节电阻箱的电阻,使得电流表的示数为I
/2;
④读出电阻箱的电阻值R
x,可以认为电流表的内阻r测=R
x.
(1)请用铅笔线代表导线,将示意图中的实物连成测量电路.
(2)已知电流表的量程是2mA,内阻约是40Ω.电池的电动势约为6V.
可供选择的滑动变阻器有(A)阻值0-10Ω,额定电流2A;(B)阻值0-50Ω,额定电流1.5A;
可供选择的电阻箱有(C)阻值0-99.9Ω;(D)阻值0-999Ω.
为了比较准确地测量出电流表的内阻,应选用的滑动变阻器R
1是______;电阻箱R是______.(填仪器前的字母代号)
(3)本实验中电流表的测量值r测与电流表内阻的真实值r真相比,有______
(A) r
测>r
真 (B) r
测<r
真 (C) r
测=r
真 (D) r
测可能大于,也可能小于r
真 (4)如果提高电池的电动势,用此电路测出的电流表的内阻的误差将______.(填“增大”、“减小”或“不变”)
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用金属制成的线材(如钢丝、钢筋)受到拉力后会伸长,17世纪英国物理学家胡克发现,金属丝或金属杆在弹性限度内的伸长与拉力成正比,这就是著名的胡克定律,这个发现为后人对材料的研究奠定了重要的基础.现有一根用新材料制成的金属杆,长为4m,横截面积为0.8cm
2,设计要求它受到拉力后的伸长不超过原长的
,由于这一拉力很大,杆又较长,直接测试有困难,因此选用同种材料制成的样品进行测试,通过测试取得数据如下:
长度/m | | 250 | 500 | 750 | 1000 |
1 | 0.05 | 0.04 | 0.08 | 0.12 | 0.16 |
2 | 0.05 | 0.08 | 0.16 | 0.24 | 0.32 |
3 | 0.05 | 0.12 | 0.24 | 0.36 | 0.48 |
1 | 0.10 | 0.02 | 0.04 | 0.06 | 0.08 |
1 | 0.20 | 0.01 | 0.02 | 0.03 | 0.04 |
(1)根据测试结果,推导出线材伸长x与材料的长度L、材料的横截面积S及拉力F的函数关系为
.
(2)在寻找上述关系的过程中,你运用了下列科学研究方法中的哪一种
?
A.理想实验法 B.提出假说法 C.控制变量法
(3)通过对样品的测试,求出新材料制成的金属细杆能承受的最大拉力约为
.
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实验室常用的弹簧秤如图甲所示,连接有挂钩的拉 杆与弹簧相连,并固定在外壳一端O上,外壳上固定一个圆环,可以认为弹簧秤的总质量主要集中在外壳(重力为G)上,弹簧和拉杆的质量忽略不计,现将该弹簧秤以两种方式固定于地面上,如图乙、丙所示,分别用恒力F
竖直向上拉弹簧秤,静止时弹簧秤的读数为( )
A.乙图读数F
-G,丙图读数F
+G
B.乙图读数F
-G,丙图读数F
C.乙图读数F
,丙图读数F
-G
D.乙图读数F
+G,丙图读数F
-G
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