1、实验题 小华做“蹦极”运动,用原长15 m的橡皮绳拴住身体从高空跃下,若小华质量为50 kg,从50 m高处由静止下落,到运动停止所用时间为4 s,则橡皮绳对人的平均作用力约为_____________.(取g="10" m/s2)
参考答案:870 N
本题解析:人自下落到橡皮绳全部伸直过程的时间t1==?s=?s="1.7" s
可知从橡皮绳开始产生弹力到人的速度变为零,经历的时间t2=t-t1="4" s-?s="2.3" s
以向下为正方向,设橡皮绳对人的作用力的大小为F,
由动量定理得:mg·t-F·t2=0
故F==?N="870" N.
本题难度:一般
2、简答题 科学家设想在未来的航天事业中利用太阳帆来加速星际飞船,“神舟”五号飞船在轨道上运行的期间,地面指挥控制中心成功地实施了飞船上太阳帆板展开的试验.设该飞船所在地每秒每单位面积(m2)接收的光子数为n,光子平均波长为λ,太阳帆板面积为S,反射率为100%,光子动量p=,设太阳光垂直射到太阳帆板上,飞船总质量为m,求飞船的加速度.
参考答案:
本题解析:动量为p的光子垂直打到太阳帆板上再反射,动量的改变量
Δp=p末-p初="p-(-p)=2p?" ①
此处设末动量方向为正方向,由动量定理FΔt=Δp?②
由牛顿第三定律知,太阳帆板上受到的光压力F′=F=,由牛顿第二定律:F=ma可得飞船的加速度a==.
本题难度:简单
3、计算题 如图所示,甲、乙两名宇航员正在离空间站一定距离的地方执行太空维修任务。某时刻乙以大小为v0=2m/s的速度远离空间站向乙“飘”去,甲、乙和空间站在同一直线上且可当成质点。甲和他的装备总质量共为M1=90kg,乙和他的装备总质量共为M2=135kg,为了避免直接相撞,乙从自己的装备中取出一质量为m=45kg的物体A推向甲,甲迅速接住后即不再松开,此后甲乙两宇航员在空间站外做相对距离不变通向运动,一线以后安全“飘”入太空舱。(设甲乙距离太空站足够远,本题中的速度均指相对空间站的速度)
①求乙要以多大的速度(相对空间站)将物体A推出
②设甲与物体A作用时间为,求甲与A的相互作用力F的大小
参考答案:①②
本题解析:①甲、乙两宇航员在空间站外做相对距离不变的同向运动,说明甲乙的速度相等,
以甲、乙、A三者组成的系统为研究对象,系统动量守恒,以乙的速度方向为正方向,
由动量守恒定律得:,
以乙和A组成的系统为研究对象,以乙的速度方向为正方向,
由动量守恒定律得:,
解得:;
②以甲为研究对象,以乙的初速度方向为正方向,
由动量定理得:,解得:;
本题难度:一般
4、选择题 质量为m的物体以初速度v0做平抛运动,经过时间t,下落的高度为h,速度大小为v,在这段时间内,该物体的动量变化量大小为 ( )
A.mv-mv0
B.mgt
C.
D.2