19.(14分)2009年3月1日16时13分10秒,中国自主研制的第一个月球探测器(嫦娥一号)成功实现“受控撞月”,为我国探月一期工程画上圆满的句号。
(1)设探测器的质量为m,月球的半径为R,月球表面的重力加速度为g,“受控撞月”开始前探测器在离月球表面高为h的圆形环月轨道上正常运行。求它在此轨道上正常运行的线速度大小;
(2)假设此次进行“受控撞月”开始的过程按图甲所示进行,探测器在A点向前短时间喷气,减速后的探测器做向心运动沿曲线到达月球表面附近的B点。估算从A到B所用时间?分析从A到B过程中在探测器内悬挂物体的弹簧秤读数的变化?
(3)为了增加撞击效果,撞击前要利用剩余的燃料对探测器进行加速,图乙所示为探测器到达B点时速度方向的示意图,为了使探测器能够沿此方向做加速直线运动,请在图乙中用由坐标原点O出发的有向线段表示出可能的一种发动机喷气方向。
18.(12分)如图所示,细绳长为L,吊一个质量为m的铁球(可视作质点),球离地的高度h=2L,当绳受到大小为2mg的拉力时就会断裂.绳的上端系一质量不计的环,环套在光滑水平杆上,现让环与球一起以速度向右运动,在A处环被挡住而立即停止,A离墙的水平距离也为L.求:
(1)在以后的运动过程中,球第一次碰撞墙壁点离墙角B点的距离是多少?
(2)若小球与墙发生弹性碰撞,则小球第一次与地面碰撞点离墙角B点的距离是多少?
17.(10分)1935年在苏联的一条直铁轨上,有一列火车因蒸汽不足而停驶,驾驶员把货车厢甲(如图所示)留在现场,只拖着几节车厢向前方不远的车站开进,但他忘了将货车厢刹好,使车厢在斜坡上以4m/s的速度匀速后退,此时另一列火车乙正以16m/s的速度向该货车厢驶来,驾驶技术相当好的驾驶员波尔西列夫立即刹车,紧接着加速倒退,结果恰好接住了货车厢甲,从而避免了相撞,设列车乙刹车过程和加速倒退过程均为匀变速直线运动,且加速度大小均为2m/s2,求波尔西列夫发现货车厢甲向自己驶来而立即开始刹车时,两车相距多远?
16.一个有一定厚度的圆盘,可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动,用下面的方法测量它匀速转动时的角速度.
实验器材:电磁打点计时器、米尺、纸带、复写纸片.
实验步骤:
(1)如上图所示,将电磁打点计时器固定在桌面上,将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后,固定在待测圆盘的侧面上,使得圆盘转动时,纸带可以卷在圆盘侧面上.
(2)启动控制装置使圆盘转动,同时接通电源,打点计时器开始打点.
(3)经过一段时间,停止转动和打点,取下纸带,进行测量.
①由已知量和测得量表示的角速度的表达式为ω= ,式中各量的意义是: .
②某次实验测得圆盘半径r =5.50×10-2 m,得到的纸带的一段如下图所示,求得角速度为 .
15.图为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分.图中背景方格的边长均为2.5厘米,如果取重力加速度g=10米/秒2,那么:
(1)照片的闪光频率为________Hz.
(2)小球做平抛运动的初速度的大小为_______m/s
(3)小球经过B点的速度大小为_______m/s
14.如图,圆环质量为M,经过环心的竖直钢丝AB上套有一质量为m的球,今将小球沿钢丝AB以初速vo竖直向上抛出。致使大圆环对地无作用力,则小球上升的加速度为 。小球能上升的最大高度为 。(设AB钢丝足够长,小球不能达到A点)
13.如图,河水速度恒定,船头始终垂直河岸行驶,而船的轨迹是一个对称性极好的S形,则小船垂直河岸的速度大小变化是________ (填“逐渐增大,逐渐减少,先增大后减少,先减少后增大”)与船保持恒定的初始速度过河相比过河时间 (填“长了、短了、不变”)。
12.作匀加速直线运动的物体,先后经过A、B两点时,其速度分别为υ和7υ,经历时间为t,则经A、B中点时速度为_______________,在后一半时间所通过的距离比前一半时间通过的距离多________________。
11.变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度档,下图是某一“奇安特”变速车齿轮转动结构示意图,图中A轮有48齿,B轮有42齿,C轮有18齿,D轮有12齿。那么该车可变换____种不同档位;且A与D轮组合时,两轮的角速度之比wA:wD=_____________。
10.利用传感器和计算机可以测量快速变化的力的瞬时值,如图所示是用这种方法获得的弹性细绳中拉力F 随时间t变化的图线.实验时,把小球举到悬点O处,然后放手让小球自由落下,由图线所提供的信息可以判断 ( )
A.绳子的自然长度为gt12/2 B.t2时刻小球的速度最大
C.t1时刻小球处在最低点 D.t1时刻到t2时刻小球的速度先增大后减小
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