題目列表(包括答案和解析)
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2003年2月1日北京時(shí)間22時(shí)左右，美國(guó)服役年限最久的航天飛機(jī)“哥倫比亞”號(hào)在降落時(shí)突然與地面控制中心失去聯(lián)系，不久德克薩斯北部的居民便聽(tīng)到一聲巨大的爆炸聲，載有7名字航員的航天飛機(jī)在進(jìn)入大氣層后已經(jīng)解體．這是美國(guó)自1986年以來(lái)發(fā)生的第二次航天飛機(jī)失事事件．載人航天是人類駕駛和乘坐航天器在太空中從事各種探測(cè)、研究、試驗(yàn)和軍事應(yīng)用的飛行活動(dòng)．自1961年前蘇聯(lián)科學(xué)家加加林首航太空以來(lái)．人類已經(jīng)進(jìn)行過(guò)幾百次這種太空飛行．無(wú)論從科技發(fā)展的廣闊前景還是巨大的民用、軍用和商業(yè)價(jià)值來(lái)講，載人航天均意義非凡．
(1)航天飛機(jī)環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，宇航員會(huì)處于完全失重狀態(tài)，下列說(shuō)法中正確的是
[ ]
(2)下列能在飛船實(shí)驗(yàn)艙中做實(shí)驗(yàn)的儀器是
[ ]
(3)航天飛機(jī)表面常貼有特制的陶瓷片，其作用是
[ ]
A．增加航天飛機(jī)的強(qiáng)度，防止受流星及太空垃圾撞擊而損壞
B．將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能供航天飛機(jī)使用
C．便于雷達(dá)跟蹤，接收地面指揮中心的指令
D．陶瓷片耐高溫、隔熱、能有效保護(hù)航天飛機(jī)安全返回地面
(4)航天飛機(jī)開(kāi)始返回大氣層時(shí)速度快，此時(shí)若張開(kāi)降落傘，傘很容易被撕裂，因此降落傘只有在航天飛機(jī)接近地面并且速度已經(jīng)大大降低時(shí)才能打開(kāi)，從而使航天飛機(jī)進(jìn)一步減速．當(dāng)?shù)踉诮德鋫阆碌暮教祜w機(jī)下降到速度為14m/s時(shí)，為實(shí)現(xiàn)軟著陸，在距地面約1.5m時(shí)，啟動(dòng)5個(gè)反推力小火箭，則第支火箭的平均推力約為(假設(shè)航天飛機(jī)重8t)__________．
(5)用在航天飛機(jī)重返制動(dòng)閥的金屬要求有良好的熱學(xué)性能，根據(jù)下表選擇出最佳的金屬為_(kāi)_________．
2003年2月1日北京時(shí)間22時(shí)左右，美國(guó)服役年限最久的航天飛機(jī)“哥倫比亞”號(hào)在降落時(shí)突然與地面控制中心失去聯(lián)系，不久德克薩斯北部的居民便聽(tīng)到一聲巨大的爆炸聲，載有7名字航員的航天飛機(jī)在進(jìn)入大氣層后已經(jīng)解體．這是美國(guó)自1986年以來(lái)發(fā)生的第二次航天飛機(jī)失事事件．載人航天是人類駕駛和乘坐航天器在太空中從事各種探測(cè)、研究、試驗(yàn)和軍事應(yīng)用的飛行活動(dòng)．自1961年前蘇聯(lián)科學(xué)家加加林首航太空以來(lái)．人類已經(jīng)進(jìn)行過(guò)幾百次這種太空飛行．無(wú)論從科技發(fā)展的廣闊前景還是巨大的民用、軍用和商業(yè)價(jià)值來(lái)講，載人航天均意義非凡．
(1)航天飛機(jī)環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，宇航員會(huì)處于完全失重狀態(tài)，下列說(shuō)法中正確的是
[ ]
(2)下列能在飛船實(shí)驗(yàn)艙中做實(shí)驗(yàn)的儀器是
[ ]
(3)航天飛機(jī)表面常貼有特制的陶瓷片，其作用是
[ ]
A．增加航天飛機(jī)的強(qiáng)度，防止受流星及太空垃圾撞擊而損壞
B．將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能供航天飛機(jī)使用
C．便于雷達(dá)跟蹤，接收地面指揮中心的指令
D．陶瓷片耐高溫、隔熱、能有效保護(hù)航天飛機(jī)安全返回地面
(4)航天飛機(jī)開(kāi)始返回大氣層時(shí)速度快，此時(shí)若張開(kāi)降落傘，傘很容易被撕裂，因此降落傘只有在航天飛機(jī)接近地面并且速度已經(jīng)大大降低時(shí)才能打開(kāi)，從而使航天飛機(jī)進(jìn)一步減速．當(dāng)?shù)踉诮德鋫阆碌暮教祜w機(jī)下降到速度為14m/s時(shí)，為實(shí)現(xiàn)軟著陸，在距地面約1.5m時(shí)，啟動(dòng)5個(gè)反推力小火箭，則第支火箭的平均推力約為(假設(shè)航天飛機(jī)重8t)__________．
(5)用在航天飛機(jī)重返制動(dòng)閥的金屬要求有良好的熱學(xué)性能，根據(jù)下表選擇出最佳的金屬為_(kāi)_________．
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一個(gè)有一定厚度的圓盤，可以繞通過(guò)中心垂直于盤面的水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)，用下面的方法測(cè)量它勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角速度。
實(shí)驗(yàn)器材：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、米尺、紙帶、復(fù)寫紙片。
實(shí)驗(yàn)步驟：
（1）如圖1所示，將電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌面上，將紙帶的一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔后，固定在待測(cè)圓盤的側(cè)面上，使得圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，紙帶可以卷在圓盤側(cè)面上。
（2）啟動(dòng)控制裝置使圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)接通電源，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開(kāi)始打點(diǎn)。
（3）經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，停止轉(zhuǎn)動(dòng)和打點(diǎn)，取下紙帶，進(jìn)行測(cè)量。
① 由已知量和測(cè)得量表示的角速度的表達(dá)式為ω= 。式中各量的意義是：
.
② 某次實(shí)驗(yàn)測(cè)得圓盤半徑r=5.50×10-2m，得到紙帶的一段如圖2所示，求得角速度為 。
（1） （2）6.8/s。 |
一、選擇題
1、B 2、C 3、AC 4、D 5、BC 6BC
7、A 解析：由題意知，地面對(duì)物塊A的摩擦力為0，對(duì)物塊B的摩擦力為%20牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用.files/image286.gif)
。
對(duì)A、B整體，設(shè)共同運(yùn)動(dòng)的加速度為a，由牛頓第二定律有：
%20牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用.files/image288.gif)
對(duì)B物體，設(shè)A對(duì)B的作用力為%20牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用.files/image290.gif)
，同理有
%20牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用.files/image292.gif)
聯(lián)立以上三式得：%20牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用.files/image294.gif)
8、B 9、A 10、B
二、實(shí)驗(yàn)題
11、⑴ 不變 ⑵ AD ⑶ABC ⑷某學(xué)生的質(zhì)量
三、計(jì)算題
12、解析：由牛頓第二定律得：mg－f＝ma
%20牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用.files/image296.gif)
拋物后減速下降有：%20牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用.files/image298.gif)
Δv＝a/Δt
解得：%20牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用.files/image300.gif)
13、解析：人相對(duì)木板奔跑時(shí)，設(shè)人的質(zhì)量為%20牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用.files/image302.gif)
，加速度為%20牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用.files/image304.gif)
，木板的質(zhì)量為M，加速度大小為%20牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用.files/image306.gif)
，人與木板間的摩擦力為%20牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用.files/image308.gif)
，根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)人有：%20牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用.files/image310.gif)
；
（2）設(shè)人從木板左端開(kāi)始距到右端的時(shí)間為%20牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用.files/image312.gif)
，對(duì)木板受力分析可知：%20牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用.files/image314.gif)
故%20牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用.files/image316.gif)
，方向向左；
由幾何關(guān)系得：%20牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用.files/image318.gif)
，代入數(shù)據(jù)得：%20牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用.files/image320.gif)
（3）當(dāng)人奔跑至右端時(shí)，人的速度%20牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用.files/image322.gif)
，木板的速度%20牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用.files/image324.gif)
；人抱住木柱的過(guò)程中，系統(tǒng)所受的合外力遠(yuǎn)小于相互作用的內(nèi)力，滿足動(dòng)量守恒條件，有：
%20牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用.files/image326.gif)
�。ㄆ渲�%20牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用.files/image328.gif)
為二者共同速度）
代入數(shù)據(jù)得%20牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用.files/image330.gif)
，方向與人原來(lái)運(yùn)動(dòng)方向一致；
以后二者以為初速度向右作減速滑動(dòng)，其加速度大小為%20牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用.files/image333.gif)
，故木板滑行的距離為%20牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用.files/image335.gif)
。
14. 解析：（1）從圖中可以看出，在t＝2s內(nèi)運(yùn)動(dòng)員做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，其加速度大小為
%20牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用.files/image337.gif)
=
設(shè)此過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員受到的阻力大小為f，根據(jù)牛頓第二定律，有mg－f＝ma
得 f＝m(g－a)＝80×(10－8)N＝160N
（2）從圖中估算得出運(yùn)動(dòng)員在14s內(nèi)下落了
39.5×2×
根據(jù)動(dòng)能定理，有%20牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用.files/image339.gif)
所以有 %20牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用.files/image341.gif)
＝（80×10×158－%20牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用.files/image343.gif)
×80×62）J≈1.25×105J
（3）14s后運(yùn)動(dòng)員做勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為
%20牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用.files/image345.gif)
s＝57s
運(yùn)動(dòng)員從飛機(jī)上跳下到著地需要的總時(shí)間
t總＝t＋t′＝（14＋57）s＝71s
15. 13、解析：（1）取豎直向下的方向?yàn)檎较颉?/p>
球與管第一次碰地前瞬間速度%20牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用.files/image347.gif)
，方向向下。
碰地的瞬間管的速度%20牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用.files/image349.gif)
，方向向上；球的速度%20牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用.files/image351.gif)
，方向向下，
球相對(duì)于管的速度%20牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用.files/image353.gif)
，方向向下。
碰后，管受重力及向下的摩擦力，加速度a管=
球受重力及向上的摩擦力，加速度a球=
球相對(duì)管的加速度a相=
取管為參照物，則球與管相對(duì)靜止前，球相對(duì)管下滑的距離為：
%20牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用.files/image355.gif)
要滿足球不滑出圓管，則有%20牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用.files/image357.gif)
。
（2）設(shè)管從碰地到它彈到最高點(diǎn)所需時(shí)間為t1（設(shè)球與管在這段時(shí)間內(nèi)摩擦力方向不變），則：%20牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用.files/image359.gif)
設(shè)管從碰地到與球相對(duì)靜止所需時(shí)間為t2，%20牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用.files/image361.gif)
因?yàn)閠1 ＞t2，說(shuō)明球與管先達(dá)到相對(duì)靜止，再以共同速度上升至最高點(diǎn)，設(shè)球與管達(dá)到相對(duì)靜止時(shí)離地高度為h’，兩者共同速度為v’，分別為：
%20牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用.files/image363.gif)
%20牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用.files/image365.gif)
然后球與管再以共同速度v’作豎直上拋運(yùn)動(dòng)，再上升高度h’’為
%20牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用.files/image367.gif)
因此，管上升最大高度H’=h’+h’’=%20牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用.files/image369.gif)
（3）當(dāng)球與管第二次共同下落時(shí)，離地高為，球位于距管頂%20牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用.files/image371.gif)
處，同題（1）可解得在第二次反彈中發(fā)生的相對(duì)位移。
16. 解析：(1)小球最后靜止在水平地面上，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，空氣阻力做功使其機(jī)械能減少，設(shè)小球從開(kāi)始拋出到最后靜止所通過(guò)的路程S，有 fs=mv02/2 已知 f ＝0.6mg 代入算得： s= 5
v02/(
(2)第一次上升和下降：設(shè)上升的加速度為a11．上升所用的時(shí)間為t11，上升的最大高度為h1；下降的加速度為a12，下降所用時(shí)間為t12．
上升階段：F合＝mg＋f ＝1.6 mg
由牛頓第二定律：a11 ＝
根據(jù)：vt＝v0－a11t11， vt＝0
得：v0＝l.6gt11， 所以t11＝ 5 v0/(
下降階段：a12=(mg-f)/m=
由h1= a11t112/2 和 h2= a12t122/2 得：t12＝2t11＝5 v0/(
所以上升和下降所用的總時(shí)間為：T1＝t11＋t12＝3t11＝ 15 v0/(
第二次上升和下降，以后每次上升的加速度都為a11，下降的加速度都為a12；設(shè)上升的初速度為v2，上升的最大高度為h2，上升所用時(shí)間為t21，下降所用時(shí)間為t22
由v22=
上升階段：v2＝a11t21 得：t21= v2/
a11= 5 v0/(
下降階段： 由 h2= a11t212/2 和h2= a12t222/2 得t22＝2t21
所以第二次上升和下降所用總時(shí)間為：T2＝t21＋t22＝3t21＝15 v0/(
第三次上升和下降，設(shè)上升的初速度為v3，上升的最大高度為h3，上升所用時(shí)間為t31，下降所用時(shí)間為t32
由 v32=
上升階段：v3＝a11t
下降階段：由 h3= a11t312/2 和h3= a12t322/2 得：t32＝2t31
所以第三次上升和下降所用的總時(shí)間為：T3＝t31＋t32＝3t31＝15 v0/(
同理，第n次上升和下降所用的總時(shí)間為： Tn＝%20牛頓定律在直線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用.files/image373.gif)
所以，從拋出到落地所用總時(shí)間為： T=15 v0/(
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，T為電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔，r為圓盤的半徑，x2、x1是紙帶上選定的兩點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)的米尺的刻度值，n為選定的兩點(diǎn)間的打點(diǎn)數(shù)（含兩點(diǎn)）。
或
……；（s5+s6）/2T；1，5
