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(12分)宇航員抵達半徑為R的星球表面后,為了測定該星球的質(zhì)量M,做如下的實驗,取一根細線穿過光滑的細直管,細線一端栓質(zhì)量為m的砝碼,另一端連在固定的測力計上,手握細直管掄動砝碼,使它在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運動,停止掄動細直管。砝碼可繼續(xù)在同一豎直平面內(nèi)做完整的圓周運動。如圖所示,此時觀察測力計得到:當(dāng)砝碼運動到圓周的最低點和最高點兩位置時,測力計的讀數(shù)差為ΔF。已知引力常量為G,試根據(jù)題中所提供的條件和測量結(jié)果,求:
(1)該星球表面重力加速度;
(2)該星球的質(zhì)量M。
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(10分)如圖所示是在剛剛結(jié)束的全運會我國某優(yōu)秀跳水運動員在跳臺上騰空而起的英姿,運動員從離水面10m高的平臺上向上躍起,舉雙臂直體離開臺面,此時其重心位于從手到腳全長的中點,躍起后重心升高0.45m達到最高點,落水時身體豎直,手先入水(在此過程中運動員水平方向的運動忽略不計),求:(計算時,可以把運動員看作全部質(zhì)量集中在重心的一個質(zhì)點,g取10m/s2)
(1)運動員起跳時的速度v;
(2)從離開跳臺到手接觸水面的過程中所經(jīng)歷的時間t(結(jié)果保留3位)。
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(6分)某研究性學(xué)習(xí)小組在學(xué)習(xí)了摩擦力之后,通過觀察沙堆的形成,測出了沙粒之間的動摩擦因數(shù)。研究的過程如下:研究小組通過觀察沙堆的形成過程可以發(fā)現(xiàn),由漏斗落下的細沙總是在地面上形成一個小圓錐體,繼續(xù)下落時,細沙沿圓錐體表面下滑,當(dāng)圓錐體的母線與底面夾角達到一定角度時,細沙不再下滑,如此周而復(fù)始,使圓錐體狀的沙堆不斷增大,如上右圖,由此研究小組得出結(jié)論,沙堆的形成與沙粒之間的動摩擦因數(shù)有關(guān)。該小組只用一把皮卷尺就測定了沙粒之間的動摩擦因數(shù)(假定最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)
①該小組必須測定的物理量是沙堆底面的周長S和 ;
②動摩擦因數(shù)與這些物理量之間的關(guān)系是 。
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如圖所示,汽車在拱形橋上由A勻速率運動到B,以下說法正確的是
A.牽引力與克服摩擦力做的功相等
B.牽引力和重力做的總功大于克服摩擦力做的功
C.合外力對汽車不做功
D.重力做功的瞬時功率會變化
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質(zhì)點僅在恒力的作用下,由O點運動到點的軌跡如圖所示,在點時速度的方向與x軸平行,則恒力的方向可能沿
A.x軸正方向 B.x軸負方向
C.y軸正方向 D.y軸負方向
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下面說法正確的是
A.勻速圓周運動是勻變速運動
B.放在加速下落的電梯中的木箱處于超重狀態(tài)
C.一對互為作用力與反作用力的靜摩擦力做的總功一定為零
D.滑動摩擦力做正功時,其反作用力可以不做功
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(8分)在海濱游樂場有一種滑沙的娛樂活動,如圖所示,人坐在滑板上從斜坡的高處A點由靜止開始下滑,滑到斜坡底部B點后沿水平滑道再滑行一段距離到C點停下來,斜坡滑道與水平滑道間是平滑連接的。已知滑板在斜坡上下滑時的加速度大小為2m/s2,在水平滑道上滑行時加速度大小為5m/s2,斜坡的長度x1=36m。求
(1)人在斜坡上下滑的時間;
(2)為確保人身安全,假如你是設(shè)計師,你認為在設(shè)計水平滑道時,長度至少為多少?
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關(guān)于自由落體運動,下列說法中正確的是:
A.初速度為零的豎直向下的運動就是自由落體運動
B.只在重力作用下的直線運動就是自由落體運動
C.在自由落體運動過程中,不同質(zhì)量的物體運動規(guī)律相同
D.物體做自由落體運動,位移與時間成正比
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下列關(guān)于重力、彈力和摩擦力的說法,正確的是
A.物體的重心不一定在物體的幾何中心上
B.勁度系數(shù)越大的彈簧,產(chǎn)生的彈力一定越大
C.動摩擦因數(shù)與物體之間的壓力成反比,與滑動摩擦力成正比
D.靜摩擦力的大小是在零和最大靜摩擦力之間發(fā)生變化
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