物理习题计算题.docx
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物理习题计算题.docx
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物理习题计算题
1.
2005年10月12日9时,我国“神舟六号”载人飞船搭载着费俊龙、聂海胜两名宇航员在酒泉卫星发射中心升空.“神舟六号”飞船的起飞质量为479×103kg.发射12s后竖直上升211m.“神舟六号”入轨后先是在近地点为200km、远地点350km的椭圆形轨道上运行5圈,然后变轨到距离地面为343km的圆形轨道上运行,问:
(1)假设“神舟六号”飞船在前12s内做的是竖直向上的匀加速直线运动,且不考虑质量的变化,求在此过程中火箭的推力.
(2)“神舟六号”进入圆形轨道运动后,其绕地球运行的周期T为多少?
(地球半径为
km,地球表面附近重力加速度g=10m/s2,结果保留一位有效数字)
2.为了迎接太空时代的到来,美国国会通过了一项计划:
在2050年前建造太空升降机,就是把长绳的一端搁置在地球的卫星上,另一端系住升降机,放开绳,升降机能到达地球上,人坐在升降机里,在卫星上通过电动机把升降机拉到卫星上。
已知地球表面的重力加速度为g=10m/s2,地球的半径为6400Km求:
(1)某人在地球表面用弹簧测力计测得重800N,站在升降机中。
当升降机以加速度a=g(g为地球表面处的重力加速度)垂直地面上升,这时此人再一次用同一测力计测得视重为880N。
忽略地球自转的影响,求升降机此时距离地面的高度?
(2)如果把绳的一端搁置在同步卫星上,绳的长度至少为多长米?
(保留两位有效数字)
3.“嫦娥一号”月球探测卫星预计将于2006年底或2007年初在西昌卫星发射中心由“长征三号甲”运载火箭发射升空,成为环月球卫星,在离月球表面200公里高度的月球极地轨道开展科学探测。
已知:
月球质量M月=7.3506×1022kg月球直径DM=3500km
地球质量M地=5.9742×1024kg地球赤道半径Re=6400km太阳质量M日=2.0×1030kg
日地平均距离=1.5×108km月地平均距离=3.85×105kmG=6.67×10-11Nm2/kg2
求:
1)、“嫦娥一号”月球探测卫星环月探测的环绕速度和周期。
2)、月球表面的重力加速度值为多少?
在月球表面发射月球卫星的最小速度是多大?
4.如图4所示,小球A质量为m.固定在长为L的轻细直杆一端,并随杆一起绕杆的另一端O点在竖直平面内做圆周运动.如果小球经过最高位置时,杆对球的作用力为拉力,拉力大小等于球的重力.求
(1)球的速度大小.
(2)当小球经过最低点时速度为
,求杆对球的作用力的大小和球的向心加速度大小.
5.如图5所示,在光滑水平桌面上有一光滑小孔O;一根轻绳穿过小孔,一端连接质量为m=1kg的小球A,另一端连接质量为M=4kg的重物B.
(1)当小球A沿半径r=0.1m的圆周做匀速圆周运动,其角速度为ω=10rad/s时,物体B对地面的压力为多大?
(2)当A球的角速度为多大时,B物体处于将要离开、而尚未离开地面的临界状态?
(g=10m/s2)
6.用一根细绳拴一物体,使它在距水平地面高h=1.6m处的水平面内做匀速圆周运动,轨道的圆周半径r=1m.细绳在某一时刻突然被拉断,物体飞出后,落地点到圆周运动轨道圆心的水平距离S=3m,则物体做匀速圆周运动的线速度为多大?
向心加速度多大?
7.一个质量为3kg的物体在半径为2m的圆周上以大小为4m/s的速度做匀速圆周运动,
求:
(1)角速度是多大?
(2)向心加速度是多大?
(3)所需向心力是多少?
8.如图8所示,一质量为0.6kg的小球,用0.4m长的细线拴住在竖直面内作圆周运动,求:
(1)当小球在圆上最高点速度为4m/s时,细线的拉力是多大?
(2)当小球在圆上最低点速度为
m/s时,细线的拉力是多大?
(g=10m/s2)
图8
9.如图所示,a、b两点距地面高度分别为H和2H,从a、b两点分别水平抛出一小球,其水平射程之比S1:
S2=3:
2,试求两小球运动轨迹的交点C距地面的高度.
10.质量为10kg的物体放在水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数为0.2。
如果用大小为50N、方向与水平成37°角斜向上拉动物体运动10m的距离。
求:
(1)在这个过程中拉力对物体所做的功
(2)物体运动到10m位置时具有的动能。
(g取10m/s2;sin37°=0.6;cos37°=0.8)
11.如图所示,用长为L的细线OA和水平细线将质量为m的小球系住,此时细线OA与竖直方向成θ=60°角。
小球视为质点,重力加速度大小为g,不计空气阻力。
烧断水平细线后,小球下摆,求:
(1)小球经过最低点B时的速度大小
(2)小球经过最低点B时细线OA对小球的拉力大小。
12.某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛。
比赛路径如图所示,赛车从起点A出发,沿水平直线轨道运动L后,出B点进入半径为R的光滑竖直圆轨道,离开竖直圆轨道后继续在光滑平直轨道上运动到C点,并能越过壕沟。
已知赛车质量m=0.1kg,通电后以额定功率P=1.5W工作,进入竖直圆轨道前受到的阻力为0.3N,随后在运动中受到的阻力均可不计。
图中L=10.00m,R=0.32m,h=1.25m,S=1.50m。
求:
(1)要使赛车越过光滑竖直圆轨道的最高点,赛车在最低点B点应具有的最小速度
(2)要使赛车越过壕沟,赛车在C点应具有的最小速度
(3)要使赛车既能越过光滑竖直圆轨道的最高点又能越过壕沟,电动机至少工作多长时间?
13.质量M=9.0kg的长木板静止在光滑水平面上。
现有一质量m=1.0kg的小木块(大小可不计),从木板左端以v0=10m/s的水平初速度开始沿木板运动,如图所示。
若木块与木板间的动摩擦因数μ=0.40,若木块不会从木板上滑出,求
(1)木块相对木板静止时的速度大小;
(2)木块相对木板静止时,木块相对地面的位移大小;
(3)木板的最小长度。
.
14.质量为m的物体自高处自由落下,ts内重力的平均功率为多少?
ts末重力的功率又为多少?
15.起重机把重为2×10
㎏的重物从地面竖直提升到高18m的地方,试求在以下两种情况中起重机钢绳对重物所做的功.(g取10m/s
)
(1)匀速提升;
(2)以加速度a=2m/s
匀加速向上提升.
16.一个质量为m=150㎏的雪橇,受到与水平方向成θ=37º角斜向上方的拉力F=500N,在水平地面上移动的距离s=5m,物体与地面间的动摩擦因数μ=0.1,求各力对物体所做的总功.
17.额定功率为80KW的汽车,在平直公路上行驶的最大速度为20m/s,汽车的质量m=2×10
㎏,如果汽车从静止开始做匀加速直线运动,加速度大小为2m/s
运动过程中阻力不变,求:
(1)汽车所受的恒定阻力
(2)3s末汽车的瞬时功率
(3)经过多长时间汽车功率达到额定值?
18.质量为0.1kg的小球从45m高的地方自由下落.以地面为零势能面。
求:
(1)刚落到地面时的动能
(2)下落第1s内动能的增量.
19.在距地面10m高处,以10m/s的速度抛出一质量为1kg的物体,已知物体落地时的速度为16m/s,求:
(1)抛出时人对物体做功为多少?
(2)飞行过程中物体克服阻力做的功是多少?
20.质量为20kg的物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,用一水平面成37°角,大小为100N的斜向上的拉力,使物体由静止开始运动,10S后再撤去拉力.求:
(1)物体运动的加速度;
(2)拉力F做的功.
21.质量均为m的物体A和B分别系在一根不计质量的细绳两端,绳子跨过固定在倾角为30°的斜面顶端的定滑轮上,斜面固定在水平地面上,开始时把物体B拉到斜面底端,这时物体A离地面的高度为0.8米,如图所示.。
若摩擦力均不计,从静止开始放手让它们运动.(斜面足够长)求:
(1)物体A着地时的速度;
(2)物体A着地后物体B沿斜面上滑的最大距离.
22.从0.8m高的地方用玩具手枪水平射出一颗子弹,初速度是3.5m/s,求这颗子弹运动至落地飞行的水平距离.
23.如图所示,在男女双人花样滑冰运动中,男运动员以自己为转动轴拉着女运动员作匀速圆周运动,若男运动员的转动周期为2s,女运动员触地冰鞋的线速度为4.7m/s,求:
(1)女运动员作圆周运动的角速度
(2)女运动员触地冰鞋作圆周运动的半径
24.在水平面上以450的仰角抛出一个石子,落地点距抛出点的水平距离为10m,求该石子抛出时的初速度大小。
(重力加速度g=10m/s2)
25.设河面宽为180m,水流速度v1=1.5m/s,一船以相对于静水的速度v2=2.5m/s渡河,①船渡河的最短时间为多少?
②若要使船渡河位移最短,应如何调整船的航向?
需时多少?
26.如图,质量为m的小球用长为L的轻绳悬于O点,小球在水平恒力F作用
下由最低点P移到Q点,使轻绳与竖直向成θ角,在此过程中F做的功为
27.如图所示,斜坡AB的倾角α=37°,从斜坡顶点A处以v0=20m/s的水平速度抛出一个小球,恰能落到斜坡底端的B点,求∶
(1)小球在空中飞行的时间
(2)斜坡的长度
28.设质量为m的子弹以初速度v0射向静止在光滑水平面上的质量为M的木块,并留在木块中不再射出,子弹射入木块深度为d。
求
(1)一起运动的速度
(2)木块对子弹的平均阻力的大小(3)子弹射入过程木块前进的距离。
29.一宇航员抵达一半径为R的星球表面后,为了测定该星球的质量,做了如下的实验:
取一根细线穿过光滑的细直管,细线一端拴一质量为m的砝码,另一端连接在一固定的测力计上,手握细直管抡动砝码,使砝码在同一竖直平面内作完整的圆周运动,停止抡动并稳定细直管后,砝码仍可继续在一竖直面内作完整的圆周运动,如图所示.此时观察测力计得到当砝码运动到圆周的最低点和最高点两位置时测力计的读数差为⊿F,已知引力常量为G.试根据题中所给条件和测量结果,求:
⑴该星球表面的重力加速度g
⑵该星球的质量M
30.如图所示,水平传送带AB足够长,质量为M=1kg的木块随传送带一起以v1=2m/s的速度向左匀速运动(传送带的速度恒定),木块与传送带的摩擦因数
,当木块运动到最左端A点时,一颗质量为m=20g的子弹,以v0=300m/s的水平向右的速度,正对射入木块并穿出,穿出速度v=50m/s,设子弹射穿木块的时间极短,(g取10m/s2)求:
(1)木块遭射击后远离A点的最大距离;
(2)木块遭射击后在传送带上向左运动所经历的时间.
31.如图所示,竖直平面内的3/4圆弧形光滑轨道半径为R,A端与圆心O等高,AD为水平面,B点在O的正上方,一个小球在A点正上方由静止释放,自由下落至A点进入圆轨道并恰能到达B点,求:
(1)释放点距A点的竖直高度;
(2)落点C与A点的水平距离。
32.如图所示,飞机离地面高度为H=500m,水平飞行速度为
,追击一辆速度为
同向行驶的汽车,欲使炸弹击中汽车,飞机应在距离汽车的水平距离多远处投弹?
(
)
33.飞船以a=g/2的的加速度匀加速竖直升空,由于超重现象,用弹簧秤测得质量为m=10㎏的物体的重量为75N.由此可知,飞船距地面的高度是多大?
(地球半径取R=6400km,g=10m/s2)
34.在光滑水平面内建立xOy坐标系,质量为m = 0.25kg的小球正沿y轴正方向匀速运动,其速度为v0=2m/s.如图所示,当质点运动到原点O处时开始受到+x方向的恒力F作用.
(1)若要使小球能经过坐标为(4,4)的p点,则恒力F大小为多大?
(2)在
(1)问中当小球运动1秒时,其速度方向与+x方向的夹角为多少?
35.如图所示,一玩滑板的小孩(可视为质点)质量为m=30kg,他在左侧平台上滑行一段距离后平抛出平台,恰能沿圆弧切线从A点进入光滑竖直圆弧轨道,A、B为圆弧两端点,其线水平。
已知圆弧半径为R=1.0m,对应圆心角为θ=1060,平台与AB连线的高度差为h=0.8m。
(计算中取g=10m/s2,sin530=0.8,cos530=0.6)求:
(1)小孩平抛的初速度;
(2)小孩运动到圆弧轨道最低点O时对轨道的压力。
36.一新车型赛车在水平专用测试道上进行测试,该车总质量为m =1×103kg,由静止开始沿水平测试道运动,传感设备记录其运动的速度-时间图象(v-t图象)如图8所示.该车运动中受到的摩擦阻力(不计空气阻力)恒定,且摩擦阻力跟车对路面压力的比值为μ=0.2.赛车在0~5s的v-t图象为直线,5s末起达到该车发动机的额定牵引功率并保持该功率行驶,在5s~20s之间,赛车的v-t图象先是一段曲线,后为直线.取g=10m/s2,试求:
(1)该车发动机牵引力的额定功率;
(2)该车的最大速度vm;
(3)该车出发后前20s内的位移.
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