- 匀变速直线运动的研究
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甲、乙两个物体做自由落体运动,已知甲的重力是乙的重力的2倍,甲距地面高度是乙距地面高度的1/2,则( )
正确答案
物体做自由落体运动,以地面为重力势能零点,下列所示图象中,能正确描述物体的重力势能与下落速度的关系的图象是( )
正确答案
如图所示,在一个桌面上方有三个金属小球a、b、c,离桌面高度分别为h1:h2:h3=3:2:1.若先后顺次释放a、b、c,三球刚好同时落到桌面上,不计空气阻力,则( )
正确答案
自由下落物体,在任何相邻的单位时间内下落的距离之差△h和平均速度之差△v,数值上分别等于( )
正确答案
一个小石子从离地某一高度处由静止自由落下,某摄影爱好者恰好拍到了它下落的一段轨迹AB.该爱好者用直尺量出轨迹的实际长度,如图所示.已知曝光时间为s,则小石子出发点离A点约为( )
正确答案
伽利略在研究自由落体运动性质的时候,为了排除物体自由下落的速度v随着下落高度h(位移大小)是均匀变化(即v=kh,k是个常数)的可能性,设计了如下的理想实验:在初速度为零的匀变速直线运动中,因为①=
(式中
表示平均速度),而②h=
·t,如果③v=kh成立的话,那么,必有h=
kht,即t=
为常数.t竟然是与h无关的常数,这显然与常识相矛盾!于是,可以排除速度v是随着下落高度h均匀变化的可能性.关于伽利略这个理想实验中的逻辑及逻辑用语,你做出的评述是( )
正确答案
一石块由高出地面上方h处自由下落,当它的速度大小等于着地时速度的一半时,它距地面的高度为( )
正确答案
做自由落体运动的物体,先后经过空中M、N两点时的速度分别为V1和V2,则下列说法中正确的是( )
正确答案
伽利略在研究自由落体运动时,设计了如图所示的斜面实验.下列哪些方法是他在这个实验中采用过的( )
正确答案
如图,A、B为水平放置的平行金属板,两板相距为d,分别与电源两极相连.两板的中央各有小孔M和N,今有一带电质点,自A板上方相距为d的P点由静止开始自由下落(P、M、N在同一竖直线上),空气阻力不计,到达N孔时速度恰好为零,然后沿原路径返回.若保持两极板间电压不变,则( )
正确答案
伽利略对自由落体运动的研究,是科学实验和逻辑思维的完美结合,如图可大致表示其实验和思维的过程,对这一过程的分析,下列说法正确的是
正确答案
伽利略在研究自由落体运动时,设计了如图所示的斜面实验.下列哪些方法是他在这个实验中采用过的( )
正确答案
随着航天技术的不断发展,人类宇航员可以乘航天器登陆一些未知星球。一名宇航员在登陆某星球后为了测量此星球的质量进行了如下实验:他把一小钢球托举到距星球表面高度为h处由静止释放,计时仪器测得小钢球从释放到落回星球表面的时间为t。此前通过天文观测测得此星球的半径为R,已知万有引力常量为G,不计小钢球下落过程中的气体阻力,可认为此星球表面的物体受到的重力等于物体与星球之间的万有引力。求:
(1)此星球表面的重力加速度g;
(2)此星球的质量M;
(3)若距此星球表面高H的圆形轨道有一颗卫星绕它做匀速圆周运动,求卫星的运行周期T。
正确答案
解:(1)小钢球从释放到落回星球表面做自由落体运动
,得
(2)钢球的重力等于万有引力
得此星球的质量为
(3)距此星球表面高的圆形轨道有一颗卫星绕它做匀速圆周运动,万有引力提供向心力
,得
蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。一个质量为60kg的运动员,从离水平网面3.2m高处自由下落,着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0m高处。已知运动员与网接触的时间为1.2s。若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理,求此力的大小。(g=10m/s2)
正确答案
解:将运动员看作质量为m的质点,从h1高处下落,刚接触网时速度的大小v1=(向下) ①
弹跳后到达的高度为h2,刚离网时速度的大小v2=(向上) ②
速度的改变量Δv=v1+v2(向上) ③
以a表示加速度,Δt表示接触时间,则Δv=aΔt ④
接触过程中运动员受到向上的弹力F和向下的重力mg。由牛顿第二定律F-mg=ma ⑤
由以上五式解得F=mg+m ⑥
代入数据得F=1.5×103N ⑦
某大型游乐场内,有一种能使人体产生超重、失重感觉的大型娱乐设施,该设施用电梯将乘坐有十多人的座舱悬停在几十米的高空处,然后让座舱从高空自由下落(此时座舱受到的阻力极小,可忽略),当落至一定位置时,良好的制动系统开始工作,使座舱落至地面时刚好停止.假设座舱开始下落时的高度为75m,当下落至离地面30m时,开始对座舱进行制动,并认为座舱的制动是匀减速运动.(取g=10m/s2)
(1)从开始下落至落到地面所用的时间?
(2)当座舱下落到距地面10m位置时,人对座舱的压力是人所受到的重力的多少倍?
正确答案
(1)开始下落时做自由落体运动:h=g
t1==3.0s
此时座舱的速度v1==30m/s
后30米做匀减速运动,设加速度大小为a,则v12=2as a=15m/s2
t2==2.0s
故从开始下落至落到地面所用时间为:t=t1+t2=5.0s
(2)座舱下落到距地面10米位置时,人随座舱做匀减速运动,受到座舱对人的支持力、重力两个力的作用,由牛顿运动定律得:FN-mg=ma
解得:座舱对人的支持力FN=2.5mg
由牛顿第三定律可知人对座舱的压力大小为2.5mg.即人对座舱的压力是人所受到的重力的2.5倍.
答:(1)从开始下落至落到地面所用的时间为5s;
(2)当座舱下落到距地面10m位置时,人对座舱的压力是人所受到的重力的2.5倍.
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