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(2013?重庆模拟)据报道:2012年10月14日,奥地利男子费利克斯?鲍姆加特纳在美国新墨西哥州东南部罗斯韦尔地区成功完成高空极限跳伞,从3.9万米高度起自由落体,创下纪录:时速达到约1 342公里,成为不乘坐喷气式飞机或航天飞行器而超音速飞行的世界第一人.
(1)设定鲍姆加特纳连同装备总质量为M,从距地高H处由静止开始竖直下落h时达到最大速度v,打开降落伞后,到达地面时速度可忽略不计,设定他下落整个过程中各处重力加速度都为g.求:
①鲍姆加特纳连同装备从开始下落至到达地面的过程中,损失的机械能;
②由静止开始下落h达到最大速度v的过程中,克服阻力所做的功.
(2)实际上重力加速度与距地面高度有关,设定地面重力加速度数值为g=9.80 m/
s
2
 
,地球半径R=6 400km,求距地高度H=3.9×1
0
4
 
m处的重力加速度数值.(保留三位有效数字,不考虑地球自转影响)
分析:(1)通过动能和重力势能的变化量求出机械能的损失,根据动能定理求出由静止下来达到最大速度时克服阻力所做的功.
(2)根据万有引力等于重力得出重力加速度与轨道半径的关系,从而求出距地高度H=3.9×1
0
4
 
m处的重力加速度数值
解答:解:(1)①由题意可知,到达地面时的动能为零,动能变化为零,重力势能减小MgH,则损失的机械能E损失=MgH.
②根据动能定理得,Mgh-W=
1
2
Mv2
,
则克服阻力所做的功W=Mgh-
1
2
Mv2
.
(2)设距地H高度处的重力加速度为g′,有
GM地球M
R2
=Mg

GM地球M
(R+H)2
=Mg′

联立两式,代入数据解得g′=9.68m/s2.
答:(1)损失的机械能为MgH.
克服阻力所做的功为Mgh-
1
2
Mv2
.
(2)距地高度H=3.9×1
0
4
 
m处的重力加速度数值为9.68m/s2.
点评:解决本题的关键掌握万有引力等于重力这一理论,并能灵活运用.
练习册系列答案
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a
 
甲
、
a
 
乙
,当地重力加速度为g.以下说法正确的是(  )

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(2013?重庆模拟)(1)为了简单测量小木块与水平桌面间的动摩擦因数,按以下步骤进行:
a.将一端固定在木板P上的轻弹簧置于水平桌面上,固定木板P,在桌面上标记弹簧自由端位置O.将小木块接触弹簧自由端(不栓接)并使其缓慢移至A位置,如图1所示.
b.将小木块从静止开始释放,小木块运动至B位置停止.
c.将弹簧移至桌边,使弹簧自由端位置O与桌边缘对齐,如图2所示,固定木板P,使小木块接触弹簧自由端(不栓接)并使其缓慢移至C位置,使
.
OC
=
.
OA
,将小木块从静止开始释放,小木块落至水平地面D处,O'为O点在水平地面的竖直投影点.若已经测得OB距离为L,OO'间竖直高度为h.小木块可看做质点,不计空气阻力.
①为测量小木块与水平桌面间的动摩擦因数,还需要测量的物理量是:
O′与D点的距离x
O′与D点的距离x
(用文字和字母表示)
②写出小木块与桌面间的动摩擦因数的表达式:μ=
x2
4Lh
x2
4Lh
(用测得的物理量的字母表示) 
(2)在做测量一电源的电动势和内电阻的实验时,备有下列器材:
A.定值电阻:
R
 
0
=2Ω
B.直流电流表(量程0~0.6A,内阻不能忽略)
C.直流电压表(量程0~3V,内阻较大)
D.滑动变阻器(阻值范围0~10Ω)
E.滑动变阻器(阻值范围0~200Ω)
F.开关S及导线若干
①滑动变阻器选用
D
D
(填“D”或“E”).
②某同学将选定的器材在图3所示的实物图上连线完成了部分实验电路,请你以笔画线做导线连接正确的电路.
③按正确操作完成实验,根据实验记录,将测量数据描点作出拟合图线如图4所示,由图象可得该电源的电动势E=
2.95
2.95
V,内电阻r=
0.770
0.770
Ω(结果均保留三位有效数字).

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