(2012?黃埔區(qū)模擬)A、如圖所示的單擺,擺球a向右擺動到最低點(diǎn)時,恰好與一沿水平方向向左運(yùn)動的粘性小球b發(fā)生碰撞,并粘接在一起,且擺動平面不變.已知碰撞前a球擺動的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的高度差為h,偏角θ較小,擺動的周期為T,a球質(zhì)量是b球質(zhì)量的4倍,碰撞前a球在最低點(diǎn)的速度是b球速度的一半.則碰撞后,擺動的周期為
1
1
T,擺球的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的高度差為
0.16
0.16
 h. 

B、我國繞月探測工程的研究和工程實(shí)施已取得重要進(jìn)展.設(shè)地球、月球的質(zhì)量分別為m1、m2,半徑分別為R1、R2,人造地球衛(wèi)星的第一宇宙速度為v,對應(yīng)的環(huán)繞周期為T1.則環(huán)繞月球表面附近圓軌道飛行的探測器的速度為
m2R1
m1R2
v
m2R1
m1R2
v
,對應(yīng)的環(huán)繞周期為
m1
R
3
2
m2
R
3
1
T1
m1
R
3
2
m2
R
3
1
T1
分析:A、單擺的周期是由單擺的擺長和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊拇笮」餐瑳Q定的,與擺球的質(zhì)量和運(yùn)動的速度無關(guān).
a球在下降的過程中,機(jī)械能守恒,可以求得a球的速度的大小,在與b球碰撞的過程中,它們的動量守恒,從而可以求得b球碰后的速度的大小,再次根據(jù)機(jī)械能守恒可以求得最大的高度.
B、研究衛(wèi)星繞地球運(yùn)行和繞月球運(yùn)行,根據(jù)萬有引力充當(dāng)向心力結(jié)合牛頓第二定律列出等式.
根據(jù)已知條件進(jìn)行對比.
解答:解:A、單擺的周期與擺球的質(zhì)量無關(guān),只決定于擺長和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋耘鲎埠螅瑪[動的周期為1T.
在a球向下擺的過程中,只有重力做功,機(jī)械能守恒.
有 Mgh=
1
2
M
v
2
1

a、b兩球碰撞過程時間極短,兩球組成的系統(tǒng)動量守恒.
所以有 Mv1-m?2v1=(M+m)v2
碰撞后擺動過程中,機(jī)械能守恒,
所以有 (M+m)gh′=
1
2
(M+m)
v
2
2

整理得h'=0.16h.
B、衛(wèi)星繞地球運(yùn)行和繞月球運(yùn)行都是由萬有引力充當(dāng)向心力,
根據(jù)牛頓第二定律有G
Mm
R2
=m
v2
R
=m
2
T2
R
得:v=
GM
R
,T=2π
R3
GM

所以有:
v2
v
=
m2R1
m1R2
,
v2=
m2R1
m1R2
v
T2
T1
=
m1
R
3
2
m2
R
3
1

T2=
m1
R
3
2
m2
R
3
1
T1
故答案為:A、1,0.16
B、
m2R1
m1R2
v,
m1
R
3
2
m2
R
3
1
T1
點(diǎn)評:分析清楚物體運(yùn)動的過程,分過程利用機(jī)械能守恒和動量守恒即可求得結(jié)果.
求一個物理量之比,我們應(yīng)該把這個物理量先用已知的物理量表示出來,再根據(jù)表達(dá)式進(jìn)行比較.
向心力的公式選取要根據(jù)題目提供的已知物理量或所求解的物理量選取應(yīng)用.
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90°
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120°

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請補(bǔ)充完成下列實(shí)驗(yàn)步驟,用適當(dāng)?shù)姆柋硎驹摬襟E中應(yīng)測量的物理量:
(1)閉合S1,S3打向1,測得電壓表的讀數(shù)U0,電流表的讀數(shù)為I0,電壓表的內(nèi)阻RV=
U0
I0
U0
I0
;
(2)閉合S1,S3打向2,測得電壓表的讀數(shù)U1;
(3)
閉合S1、S2,S3打向2,測得電壓表的讀數(shù)U2,電流表的讀數(shù)I2
閉合S1、S2,S3打向2,測得電壓表的讀數(shù)U2,電流表的讀數(shù)I2

(4)用所測得的物理量表示電池內(nèi)阻的表示式為r=
U1-U2
I2-
U1-U2
U0
I0
U1-U2
I2-
U1-U2
U0
I0

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