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一质量为8.00×104 kg的太空飞船从其飞行轨道返回地面.飞船在离地面高度1...

一质量为8.00×104  kg的太空飞船从其飞行轨道返回地面.飞船在离地面高度1.60×105 m 处以7.5×103 m/s的速度进入大气层,逐渐减慢至速度为100 m/s时下落到地面.取地面为重力势能零点,在飞船下落过程中,重力加速度可视为常量,大小取为9.8 m/s2(结果保留两位有效数字)

(1)分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能;

(2)求飞船从离地面高度600 m处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功,已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的2.0%.

 

(1) , (2) 【解析】 (1)飞船着地前瞬间的机械能为 ① 式中,m和v0分别是飞船的质量和着地前瞬间的速率.由①式和题给数据得 ② 设地面附近的重力加速度大小为g,飞船进入大气层时的机械能为 ③ 式中,vh是飞船在高度1.6×105 m处的速度大小.由③式和题给数据得 ④ (2)飞船在高度h' =600 m处的机械能为 ⑤ 由功能原理得 ⑥ 式中,W是飞船从高度600 m处至着地瞬间的过程中克服阻力所做的功.由②⑤⑥式和题给数据得 W=9.7×108 J⑦
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考点分析:
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如图所示,竖直平面内的轨道都由两段细直杆连接而成,两轨道长度相等。用相同的水平恒力将穿在轨道最低点的B静止小球,分别沿推至最高点A,所需时间分别为t1t2;动能增量分别为。假定球在经过轨道转折点前后速度的大小不变,且球与轨道间的动摩擦因数相等,则

A. t1t2 B. =t1t2

C. t1t2 D. =t1t2

 

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长为L的轻绳悬挂一个质量为m的小球,开始时绳竖直,小球与一个倾角θ=45°的静止三角形物块刚好接触,如图所示.现在用水平恒力F向左推动三角形物块,直至轻绳与斜面平行,此时小球的速度速度大小为v,重力加速度为g,不计所有的摩擦.则下列说法中正确的是(   )

A.上述过程中,斜面对小球做的功等于小球增加的动能

B.上述过程中,推力F做的功为FL

C.上述过程中,推力F做的功等于小球增加的机械能

D.轻绳与斜面平行时,绳对小球的拉力大小为mgsin45°

 

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如图甲所示,在距离地面高为的平台上有一轻质弹簧,其左端固定在竖直挡板上,右端与质量的小物块相接触(不粘连),平台与物块间动摩擦因数OA长度等于弹原长,A点为BM中点.物块开始静止于A点,现对物块施加一个水平向左的外方F,大小随位移x变化关系如图乙所示.物块向左运动到达B点,到达B点时速度为零,随即撤去外力F,物块被弹回,最终从M点离开平台,落到地面上N点,取,则(    )

A.弹簧被压缩过程中外力F做的功为

B.弹簧被压缩过程中具有的最大弹性势能为

C.整个运动过程中克服摩擦力做功为

D.MN的水平距离为

 

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如图所示,在某竖直平面内,光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点,BC右端连接内壁光滑,半径r=0.2m的四分之一细圆管CD,管口D端正下方直立一根劲度系数为k=100N/m的轻弹簧,弹簧一端固定,另一端恰好与管口D端平齐.一个质量为1kg的小球放在曲面AB上,现从距BC的高度为h=0.6m处静止释放小球,它与BC间的动摩擦因数μ=0.5,小球进入管口C端时,它对上管壁有FN=2.5mg的相互作用力,通过CD后,在压缩弹簧过程中滑块速度最大时弹簧的弹性势能为Ep=0.5J.取重力加速度g=10m/s2.求:

(1)小球到达C点时的速度大小;

(2)BC间距离s

(3)在压缩弹簧过程中小球的最大动能Ekm

 

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在质量为0.5 kg的重物上安装一极轻的细棒(设细棒足够长),如图所示,用手在靠近重物处握住细棒,使重物静止,握细棒的手不动,稍稍减小握力,使手和细棒间保持一定的摩擦力,让重物和细棒保持一定的加速度下落,在起初的1.0s的时间里,重物落下了0.50 m。在此过程中手和细棒之间所产生的热量是多少?(g10 m/s2)

 

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