Question

一道物理题，谢谢！

1.某大学航空航天工程系的五名学生搭乘NASA飞船参加了“微重力学生飞行计划”的实验，飞行员将飞艇升到6000m的高空后，让其自由下落，以模拟一种微重力的环境，下落过程中飞艇所受空气阻力为其重力的0.04倍，可以获得持续25s之久的失重状态，大学生们就可以进行微重力影响下的试验。接着飞艇又做了匀减速运动，若飞艇离地面高度不得低于500m，重力加速度恒取10m/s2，试计算：
（1）飞艇在25s的失重状态下所下落的高度；
（2）在飞艇后来的减速过程中，大学生对座位的压力是其重力的多少倍？

2.甲方发现乙方的间谍卫星在高度等于地球半径的圆轨道上运行，于是发射了一些质量均为5g的金属弹丸，并令其也在该轨道上运行，只是其运行方向与乙方的间谍卫星运行方向相反。已知地球的第一宇宙速度为8.0km/s，试求其中一个金属弹丸即将撞上乙方的间谍卫星时相对于该间谍卫星的动能有多大？

3.在光滑水平地面上停着一辆长L=1.0m，高h＝0.8m，质量M＝25kg的平板小车A，小车的右端放着一个质量m＝10kg，可以看作质点的物块B。现对小车持续施加一个大小F＝100N，方向水平向右的恒力，结果在最初的1秒内，小车向右运动了1.5m远，此时物块仍然在小车上，试判断物块B能否从小车上掉下来？并说明判断的依据。若物块不能从小车上掉下来，试计算最初一秒内小车对物块做的功和物块对小车做的功。若物块能从小车上掉下来，试计算需要在经过多少时间，物块才能掉下？物块落地时距离小车的尾部有多远？

多谢了！

Answer 1

首先，要明确小球与挡板分离时对应的标志是什么，应该是两者之间不再接触，也就是说，两者之间不再存在反向作用力！而且，这意味着，之后挡板的加速度会大于小球的加速度！
可以想象，初时刻时，由于小球被挡板挡住，它受到一个挡板对其沿斜面向上的作用力N，此时小球在平行于斜面方向上的受力状况是：N（沿斜面向上），以及自身重力所产生的沿斜面下滑的下滑力mgsinθ
由于弹簧此时未发生形变，故不存在弹簧对小球的作用力
所以，初时刻，由于小球静止，两力取得平衡，有：N=mgsinθ
①
而当挡板开始以加速度a沿斜面向下作匀加速运动时，在它即将要脱离小球的一刹那，N消失，小球的受力状况马上转变为只受一个下滑力的作用（注意，仅指沿斜面的方向上），为mgsinθ,于是小球这一刻瞬间产生的加速度为gsinθ,明显是大于挡板A的下滑加速度，于是在下一个瞬间，小球马上追赶上挡板A，由于这一时刻极短，在物理学上，可以认为两者其实从未脱离！
而只要两者未实际脱离，小球就会受到挡板对其的作用力N，从而迫使小球不得不随着挡板以同样的加速度a沿斜面下滑
随着下滑距离的增加，小球将弹簧拉伸，而弹簧也顺势对小球产生沿斜面向上的拉伸力kL，L当然为小球相对于初时刻的下滑距离；在这个最初开始下滑的阶段，由此可以列出小球的受力方程：mgsinθ-kL-N=ma
②
由于kL是随着时间的增加而逐渐增加的，那么，致使要使上述方程成立的N值是在不断减小的，当kL增加至恰好使N减小为0的时刻时，说明挡板A与小球开始真正的分离！此时根据方程②可以得出从初时刻算起，小球下滑的距离L，满足：mgsinθ-kL=ma
<=>L=m(gsinθ-a)/k
③
由于小球继续下滑，弹簧的拉伸力仍然在继续增加，致使小球的受力变为：
mgsinθ-kL'=ma'，可以想象，由于L'>L，所以a'<a，小球的加速度从这一刻开始小于挡板A的加速度，验证了它们真正的在此刻开始分离！
由于从初时刻算起直到两者分离的这段时间t内，小球都是以加速度a沿斜面下滑，于是，在此方向上，由运动学公式，可列出：L=at^/2
(初速度为0)，于是解出:
t=√(2L/a)
将③式代入：
t=√[2m(gsinθ-a)/(ak)]

Answer 2

1.某大学航空航天工程系的五名学生搭乘NASA飞船参加了“微重力学生飞行计划”的实验，飞行员将飞艇升到6000m的高空后，让其自由下落，以模拟一种微重力的环境，下落过程中飞艇所受空气阻力为其重力的0.04倍，可以获得持续25s之久的失重状态，大学生们就可以进行微重力影响下的试验。接着飞艇又做了匀减速运动，若飞艇离地面高度不得低于500m，重力加速度恒取10m/s2，试计算：
（1）飞艇在25s的失重状态下所下落的高度；
（2）在飞艇后来的减速过程中，大学生对座位的压力是其重力的多少倍？

2.甲方发现乙方的间谍卫星在高度等于地球半径的圆轨道上运行，于是发射了一些质量均为5g的金属弹丸，并令其也在该轨道上运行，只是其运行方向与乙方的间谍卫星运行方向相反。已知地球的第一宇宙速度为8.0km/s，试求其中一个金属弹丸即将撞上乙方的间谍卫星时相对于该间谍卫星的动能有多大？

3.在光滑水平地面上停着一辆长L=1.0m，高h＝0.8m，质量M＝25kg的平板小车A，小车的右端放着一个质量m＝10kg，可以看作质点的物块B。现对小车持续施加一个大小F＝100N，方向水平向右的恒力，结果在最初的1秒内，小车向右运动了1.5m远，此时物块仍然在小车上，试判断物块B能否从小车上掉下来？并说明判断的依据。若物块不能从小车上掉下来，试计算最初一秒内小车对物块做的功和物块对小车做的功。若物块能从小车上掉下来，试计算需要在经过多少时间，物块才能掉下？物块落地时距离小车的尾部有多远？

多谢了！

Answer 3

这个写起来太麻烦，又太简单，说还差不多。第一题用牛顿定律加运动学公式可以搞定。第二题用运动学公式加动能表达式可以搞定。第三题用动量定理加运动学公式可以搞定，可能还要穿插牛顿运动定律公式，灵活掌握吧

Answer 4

孩子！着明显就是高考模拟题么，怎么没有实验题？！
你现在可以放到这里，你考场上呢！？
题要自己做！

Answer 5

建议把3道题分成3个问题 每题50 那样我会考虑做一做