国防科技工业局预定“嫦娥三号”于2013年下半年发射。“嫦娥三号”将携带一部“中华牌”月球车,实现月球表面探测。设想“嫦娥三号”成功实施第三次近月制动,进入距离月球表面高度为H的圆形轨道,其周期为T,已知月球半径为R,万有引力常量为G。
(1)求月球的质量M;
(2)设想将来飞船在月球表面着陆后,如果宇航员将一小球举到距月球表面为h处自由释放,求小球的落地时间t。
解:
(1)设“嫦娥三号”号的质量为m,则ks5u
(3分)
解得M = (2分)
(2)设月球上的加速度为g,则
G = mg (2分) h=
gt2 (2分)
解得t= =
(1分)
2013年4月20日,四川雅安发生7.0级地震,牵动了我们的心。如图所示,一架执行救援任务的直升机在H=180m的高空以v0=20m/s的速度水平匀速飞行,要将两箱物资先后准确地投到山脚和山顶的安置点A、B,已知山高h=135m,山脚与山顶的水平距离s0=500m,取g =10m/s2,不计空气阻力。求:
(1)第一箱物资应在飞机离A的水平距离s1为多少时投放?
(2)第一箱物资投放后飞机继续飞行的 距离s应为多少时再投放第二箱物资?
解:
(1)第一箱物资投下后做平抛运动
H = g t12 (2分)
得t1= =
=6s (1分)
则 s1=υ0t1=20× 6=120m (2分)
(2)第二箱物资投下后也做平抛运动
t2= =
=3s (2分)
第二箱物资投放后飞行的水平距离s2=υ0t2=20×3=60m (1分)
则s=s1+ s0 –s2=560 m (2分)
如图所示,半径为r的圆筒绕中心竖直轴O1 O2匀速转动,角速度为ω,质量为m的小物块紧贴筒壁随筒转动,重力加速度为g。
(1)求筒壁对小物块的弹力N的大小;
(2)设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,小物块与筒壁之间的动摩擦因数μ至少应为多少才能使小物块不滑落?
解:
(1)筒壁对小物块的弹力提供向心力
N=mrω2 (2分)
(2)设小物块与筒壁之间的最大静摩擦力为f
则f=μN(2分) 又f=mg( 2分) 解得μ= ( 2分)
在《验证机械能守恒定律》的实验中,已知重锤的质量为m,使用的交流电周期为T,重力加速度为g。重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上的点进行测量并通过计算,就可以验证机械能守恒定律。
(1)为完成此实验,除了图中所示器材外,还需要的器材有__________;
A.刻度尺 B.秒表
C.天平 D.“220V,50Hz”交流电源
(2)如图所示, O点为起始点,选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E,测出O、A两点间距离为s0,A、C两点间距离为sl,C、E两点间距离为s2,则在打O点到C点的这段时间内,重锤的重力势能减少量△EP= ,动能的增加量△Ek= 。(用题中所给符号表示)
(1)AD (2) mg(s0+sl)
荡秋千是小孩非常喜欢的娱乐活动。如图所示,设小孩的质量为m,悬绳长为L,小孩从悬绳与竖直方向夹角为θ处由静止自由摆下,不计空气阻力,在小孩摆至最低点A的过程中,重力做的功为_________,在A点处悬绳的拉力大小为_________。
mgL(1—cosθ);3mg—2mgcosθks5u
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