(高考真题)万有引力定律揭示了天体运动规律与地上物体运动规律具有内在的一致性。
(1)用弹簧秤称量一个相对于地球静止的小物体的重量,随称量位置的变化可能会有不同的结果。已知地球质量为M,自转周期为T,万有引力常量为G。将地球视为半径为R、质量均匀分布的球体,不考虑空气的影响。设在地球北极地面称量时,弹簧秤的读数是F0
a. 若在北极上空高出地面h处称量,弹簧秤读数为F1,求比值的表达式,并就h=1.0%R的情形算出具体数值(计算结果保留两位有效数字);
b. 若在赤道地面称量,弹簧秤读数为F2,求比值的表达式。
(2)设想地球绕太阳公转的圆周轨道半径为r、太阳的半径为Rs和地球的半径R三者均减小为现在的1.0%,而太阳和地球的密度均匀且不变。仅考虑太阳和地球之间的相互作用,以现实地球的1年为标准,计算“设想地球”的一年将变为多长?
如图所示,两光滑金属导轨,间距d=2m,在桌面上的部分是水平的,仅在桌面上有磁感应强度B=1T、方向竖直向下的有界磁场,电阻R=3Ω,桌面高H=0.8m,金属杆ab质量m=0.2kg,其电阻r=1Ω,在导轨上距桌面h=0.2m的高度处由静止释放,落地点距桌面左边缘的水平距离s=0.4m,g=10m/s2,求:
(1)金属杆刚进入磁场时,R上的电流大小;
(2)整个过程中电阻R放出的热量;
(3)磁场区域的宽度。
几节自带动力的车辆(动车)加几节不带动力的车辆(也叫拖车)编成一组,就是动车组。
(1)假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比,每节动车与拖车的质量都相等,每节动车的额定功率都相等,若1节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为120km/h,则6节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为多少?
(2)若动车组运动阻力正比于其速度,已知动车组最大功率为P0时最大速度是v,若要求提速一倍,则动车组功率是多少?
(3)若动车组从静止开始做匀加速直线运动,经过t1时间达到动车组最大功率P,然后以该最大功率继续加速,又经过t2时间达到最大速度vm,设运动阻力恒定,动车组总质量为m,求动车组整个加速距离。
甲、乙两冰球运动员为争抢冰球而迎面相撞,已知甲运动员的质量为60kg,乙运动员的质量为70kg,接触前两运动员速度大小均为5m/s,冲撞后甲被撞回,速度大小为2m/s,问撞后乙的速度多大?方向如何?
如图所示,汽缸置于水平面上,光滑活塞把一定质量的气体封闭在汽缸里,活塞面积为10cm2,汽缸内温度为27℃时,弹簧测力计的读数为10N,已知气体压强比外界大气压强大2×104Pa,则活塞的重力为多少?
如图所示为一透明玻璃半球,在其下面有一平行半球上表面水平放置的光屏。两束关于中心轴OO'对称的激光束从半球上表面垂直射入玻璃半球,恰能从球面射出。当光屏距半球上表面h1=40cm时,从球面折射出的两束光线汇聚于光屏与OO'轴的交点,当光屏距上表面h2=70cm时,在光屏上形成半径r=40cm的圆形光斑。求该半球形玻璃的折射率。