1、简答题 质量为100kg的“勇气”号火星车于2004年成功登陆在火星表面.若“勇气”号在离火星表面12m时与降落伞自动脱离,此时“勇气”号的速度为4
m/s.被气囊包裹的“勇气”号第一次下落到地面后又弹跳到18m高处,这样上下碰撞了若干次后,才静止在火星表面上.已知火星的半径为地球半径的0.5倍,质量为地球质量的0.1倍.若“勇气”号第一次碰撞火星地面时,气囊和地面的接触时间为0.7s.求(地球表面的重力加速度g=10m/s2,不考虑火星表面空气阻力)
(1)“勇气”号第一次碰撞火星地面前的速度v1;
(2)“勇气”号和气囊第一次与火星碰撞时所受到的平均冲力F.
参考答案:(1)设火星表面的重力加速度为g",地球表面的重力加速度为g
由万有引力定律有:GMmR2=mg
可得:g′g?=M火R2地M地R2火=25
故:g′=25g=4m/s2
设探测器落地的速度为v1,则有:12mv02+mg′h1=12mv12
代入数据,解得:v1=16m/s
(2)反弹后,机械能守恒,有mg′h2=12mv22
解得v2=12m/s
设“勇气”号和气囊第一次与火星碰撞时所受到的平均冲力为F,
由动量定理得:
(F-mg′)t=m[v2-(-v1)]
代入数据,解得:N=4400N?
答:(1)“勇气”号第一次碰撞火星地面前的速度为16m/s;
(2)“勇气”号和气囊第一次与火星碰撞时所受到的平均冲力为4400N.
本题解析:
本题难度:一般
2、简答题 关于匀速圆周运动的向心力,下列说法正确的是( )
A.物体由于做匀速圆周运动而产生了一个向心力
B.做匀速圆周运动的物体所受的合外力提供了向心力
C.对稳定的圆周运动,向心力是一个恒力
D.向心力的效果是改变质点的线速度大小
参考答案:A、向心力是物体所受的合外力,不是物体由于做匀速圆周运动而产生的.故A错误.
? B、对于匀速圆周运动,合外力指向圆心,提供向心力.故B正确.
? C、对稳定的圆周运动,向心力是变力,因为其方向时刻在变化.故C错误.
? D、向心力方向始终与速度方向垂直,只改变速度的方向,不改变速度的大小.故D错误.
故选B
本题解析:
本题难度:一般
3、简答题 有一xOy平面,在x<0的空间内,存在场强为E、与?y轴成θ角的匀强电场,如图所示.在第Ⅲ象限某处有质子源s,以某一初速度垂直于电场的方向射出质量为m、电荷量为q的质子.初速度的延长线与x轴的交点P的坐标为(-d,0),质子射出电场时恰经过坐标原点O,并沿x轴正向进入x>0区域.在x>0一侧有边界为圆形的匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直于xOy平面向外,边界某处与y轴相切.质子进入磁场被偏转,在射出磁场后垂直于电场方向回到x<0的区域.
(1)试求出质子的初速度v0,并确定质子源s位置的坐标.
(2)圆形磁场的最小半径r.
(3)质子从射入磁场到再次回到x<0的电场区域所经历的时间t.
参考答案:

(1)设质子在电场中的运动时间为t1,粒子垂直射入电场,在电场中偏转做类平抛运动,画出粒子的运动轨迹,根据平抛运动的推论可知,速度方向的反向延长线通过水平位移的中点,则
dcosθ=12v0t1
tanθ=qEmt1v0
解得:v0=
本题解析:
本题难度:一般
4、简答题 如图所示,BC为半径等于
m竖直放置的光滑细圆管,O为细圆管的圆心,在圆管的末端C连接倾斜角为45°、动摩擦因数μ=0.6的足够长粗糙斜面,一质量为m=0.5kg的小球从O点正上方某处A点以v0水平抛出,恰好能垂直OB从B点进入细圆管,小球从进入圆管开始受到始终竖直向上的力F=5N的作用,当小球运动到圆管的末端C时作用力F立即消失,小球能平滑地冲上粗糙斜面.(g=10m/s2)求:
(1)小球从O点的正上方某处A点水平抛出的初速度v0为多少?
(2)小球在圆管中运动时对圆管的压力是多少?
(3)小球在CD斜面上运动的最大位移是多少?
参考答案:(1)小球从A运动到B为平抛运动,有:
rsin45°=v0t
在B点,有:tan45°=gtv0
解以上两式得:v0=2m/s
(2)在B点据平抛运动的速度规律有:vB=v0sin45°=2
本题解析:
本题难度:一般
5、计算题 如图所示,两个质量均为m=1kg的物块A、B套在水平粗糙的CD杆上,并用不可伸长的轻绳连接,整个装置能绕过CD中点的轴OO1转动,物块A、B与杆CD间的动摩擦因素μ=0.2,开始时绳子处于自然长度(绳子恰好伸直但无弹力),物块A到OO1轴的距离为r=0.1m,物块B到OO1轴的距离为2r,现让该装置从静止开始转动,使转速ω逐渐增大,但A、B相对于杆一直未滑动,最大静摩擦力可看做等于滑动摩擦力,g=10m/s2,试求:

(1)当转速
时,杆对B的摩擦力?
(2)轻绳中刚要产生张力时,转速
等于多少?
(3)当转速
时,杆对A的摩擦力?
参考答案:(1)0.8N(2)
(3)0.4N
本题解析:(1)当转速
时,杆对B摩擦力
(2)绳中刚要产生张力时,对B有:
解得
=
(3)当转速
时,设杆对A摩擦力指向圆心,
对A有:
对B有:
联立解得:
点评:分析本题的关键是判断谁随着转速增大先达到最大静摩擦力,两物块刚好不滑动时的角速度是多少。
本题难度:一般