高中物理竞赛.doc
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1.人们认为某些白矮星(密度较大的恒星)每秒大约自转一周.(万有引力常量G=6.67×N·m2/kg2,地球半径约为6.4×103km)(1)为使其表面上的物体能够被吸引住而不致由于快速转动被“甩”掉,它的密度至少为多少?参考答案:1.41×1011kg/m3(2)假设某白矮星密度约为此值,且其半径等于地球半径,则它的第一宇宙速度约为多少?参考答案:4.02×107m/s2.已知物体从地球上的逃逸速度(第二宇宙速度)v2=,其中G、ME、RE分别是引力常量、地球的质量和半径.已知G=6.67×10-11N·m2/kg2,c=2.9979×108m/s.求下列问题:(1)逃逸速度大于真空中光速的天体叫黑洞.设某黑洞的质量等于太阳的质量M=1.98×1030kg,求它的可能最大半径(这个半径叫做Schwarzschild半径);参考答案:2.94×103m.(2)在目前天文观测范围内,宇宙的平均密度为10-27kg/m3,如果认为我们的宇宙是这样一个均匀大球体,其密度使得它的逃逸速度大于光在真空中的速度c,因此任何物体都不能脱离宇宙,问宇宙的半径至少为多大?参考答案:4.01×1026m或4.24×1010光年3..宇航员乘太空穿梭机,去修理位于离地球表面6.0×105m的圆形轨道上的哈勃太空望远镜H.机组人员使穿梭机S进入与H相同的轨道并关闭推动火箭,而望远镜则在穿梭机前方数千米处,如图所示.设G为引力常量,ME为地球质量.(已知地球半径为6.4×106m)(1)在穿梭机内,一质量为70kg的太空人的视重是多少?(2)①计算轨道上的重力加速度的值;g′=8.2m/s2②计算穿梭机在轨道上的速率和周期;v=7.6km/s,T=5.8×103s4.已知一颗人造卫星在某行星表面上空绕行星做匀速圆周运动,经过时间t,卫星运动的弧长为s,卫星与行星的中心连线扫过的角度是1rad,那么卫星的环绕周期T=,该行星的质量M=(万有引力常量为G).答案:2πts3/Gt25.一物体自高为H处自由下落,一段时间之后物体的动能是重力势能的3倍,求这时物体离地面的高度h和速度v.v=.h=H/46.10分)用大小为100N的拉力F作用在一个质量为m=10kg的物体上,拉力方向与水平方向成θ=37°,如图4所示,已知物体和水平面间的动摩擦因数为μ=0.5.(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)试求:图4(1)物体由静止开始向右运动2m时速度的大小;v1=2m/s.(2)若在距出发点2m处撤去拉力F,则物体运动的总路程是多少?s2=4.4m7.我国已于2004年启动“嫦娥绕月工程”,2007年之前将发射绕月飞行的飞船.已知月球的半径R=1.74×106m.月球表面的重力加速度g=1.62m/s2,如果飞船关闭发动机后绕月球做匀速圆周运动.距离月球表面的高度h=2.6×105m.求飞船速度的大小.1.57×10^38.一个物体从光滑斜面的顶端由静止开始下滑,设光滑斜面长5m,高2.5m,物体的加速度有多大?物体从光滑斜面顶端下滑到底端,要用多长时间?9.如下图所示,在长木板上放有一物体,从水平位置开始慢慢地抬起木板的一端,当木板与水平面的夹角α=30°时,物体恰好匀速下滑,那么当α=60°时,求物体下滑的加速度大小10.某一物体同时受到同一平面内的几个恒力作用而做匀速直线运动,在运动过程中撤去某个力,则该物体可能做曲线运动,但轨迹不可能是圆周11.2003年10月16日,我国航天第一人杨利伟,乘坐“神州五号”载人飞船,在绕地球飞行了15圈后返回地面,已知在飞船离地面较近的时候(此时飞船的运动可看作竖直向下的直线运动),开始启动强减速系统,使飞船的速度由20m/s在0.2s的时间内,均匀减小到2m/s。(g=10m/s2)求:(1)求在此过程中飞船的加速度?-90m/s2方向竖直向上(2)飞船在此过程中对杨利伟的支持力是他重力的多少倍?N=10mg12.为了测定水平桌面与小物体之间的动摩擦因数,某同学设计了如图所示的装置,测量时将该小物体从距桌面高为1.25m的光滑斜面顶端自由释放,假设经过B点时小物体没有能量损失,小物体通过水平桌面BC后落于地面上的E点。现已测得水平桌面长SBC=1m,桌面距地面的高度为0.8m,小物体水平飞行的距离SDE=1.6m。(g取10m/s2)求:(1)小物体滑至B处时的速率;5m/s(2)小物体与水平桌面间的动摩擦因数。μ=0.4513.如图,水平力F拉着三个物体在光滑水平面上一起运动,今在中间的物体上加一个小物体,仍让它们一起运动,若F不变,则中间物体两边绳的拉