长为5m的竖直杆下端在一窗沿上方5m处.让这根杆自由下落.它全部通过窗沿的时间为多少?(g取10 m/s2)[2] 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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长为5m的竖直杆下端在一窗沿上方5m处，让这根杆自由下落，它全部通过窗沿的时间为多少？（g取10 m/s²）[2]

设竖直杆上端通过窗沿的时间为t₁，下端通过窗沿的时间为t₂，则

，　　　　　　　　　　　　　　　　　　①

，　　　　　　　　　　　　　　　　　　②
其中

，代入①、②两式得：

＝

s，t₂＝1s,
所以这根杆全部通过窗沿的时间为　

。

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后来人们由此得出了重力势能E_P（今天所说的重力势能）转换为动能E_K的规律。离如今的41年前，有人根据爱因斯坦的思想，用光子作“落体”，在塔上做竖直下“抛”实验，发现在重力场中运动着的光子同样遵循③。
（1）已知光子的质量m=E_K/c²=hγ/c²，如果从高度为H的塔顶竖直向下发射的光子频率为γ₀，那么当光子到达塔底时，其频率γ变为多少？在此过程中，光子的颜色是向红端移动还是向紫端移动？
（2）如果从质量为M、半径为R的天体表面沿径向向外辐射出频率为γ₀的光子，那么该光子到达无穷远处时频率

变为多少？（提示：以无穷远处为零势能点，质量为m的质点在上述天体表面的引力势能为E_P=-GMm/R）
（3）如果定义上述天体由万有引力造成的光子频率的红移量

，那么请写出天体质量与半径的比（M/R）跟引力红移（z）的关系式。
（4）已知太阳的引力红移z_日=2×10^-6，半径为R_日；天狼星的伴星（一颗白矮星）的引力红移z=3×10^-4，半径为R=0.0073R_日。求这颗星的密度是太阳密度的多少倍？（要求小数点后仅保留一位有效数字）。

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科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

如图所示，长L=1.5m，高h=0．45m，质量M=10kg的长方体木箱，在水平面上向右做直线运动。当木箱的速度

=3．6m／s时，对木箱施加一个方向水平向左的恒力F=50N，并同时将一个质量m=lkg的小球轻放在距木箱右端

的P点(小球可视为质点，放在P点时相对于地面的速度为零)，经过一段时间，小球脱离木箱落到地面．木箱与地面的动摩擦因数为0．2，而小球与木箱之间的摩擦不计．取g=10m／s²求：

(1)小球从离开木箱开始至落到地面所用的时间；

(2)小球放上P点后，木箱向右运动的最大位移；

(3)小球离开木箱时木箱的速度．

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有一种“傻瓜”相机的曝光时间（快门打开到关闭的时间）是固定不变的。为了估测相机的曝光时间，有位同学提出了下述实验方案：他从墙面上A点的正上方与A相距H=1.5m处，使一个小石子自由落下，在小石子下落通过A点后，立即按动快门，对小石子照相，得到如图所示的照片，由于石子的运动，它在照片上留下一条模糊的径迹CD。已知每块砖的平均厚度是6cm。请从上述信息和照片上选取估算相机曝光时间必要的物理量，用符号表示，如H等，推出计算曝光时间的关系式，并估算出这个“傻瓜”相机的曝光时间。要求1位有效数字。