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    2003年10月15日我国成功地发射了“神舟”五号载人飞船,9时9分50秒准确进入预定轨道,此前飞船已与火箭分离,飞船质量为7760千克,轨道倾角为42.4,近地点高度200千米,远地点高度350千米,15时57分飞船变轨成功,变轨后进入343千米的圆轨道,运行14圈.又于16日6时23分在内蒙古主着陆场成功着陆,实际着陆点与理论着陆点只相差4.8千米,返回舱完好无损,宇航员杨利伟自主出舱.
    (1)飞船返回时,在接近大气层的过程中,返回舱与飞船最终分离.返回舱质量为3吨,返回舱着陆,是由三把伞“接力”完成的.先由返回舱放出一个引导伞,引导伞工作16秒后,返回舱的下降速度由180米/秒减至80米/秒.假设这段运动是垂直地面下降的,且已接近地面,试求这段运动的加速度和引导伞对返回舱的拉力大小,
    (2)已知万有引力做功与路径无关,所以可以引进引力势能,若取无穷远为引力势能零点,则引力势能的计算公式为
    EP=-
    GMm
    r
    ,式中G为万有引力恒量,M为地球质量,m为物体的质量,r为物体与地心的距离,又已知飞船在沿椭圆轨道运行的过程中经过近地点时速度大小为7.835×103米/秒,试求飞船经过近地点时的机械能以及经过远地点时的速度大小,已知G=6.67×10-11牛米2/千克2,M=6×1024千克,地球半径R=6.4×106米.
    本题信息:物理问答题难度较难 来源:未知
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本试题 “2003年10月15日我国成功地发射了“神舟”五号载人飞船,9时9分50秒准确进入预定轨道,此前飞船已与火箭分离,飞船质量为7760千克,轨道倾角为42.4,近地点高度...” 主要考查您对

匀变速直线运动的速度与时间的关系

机械能守恒定律

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  • 匀变速直线运动的速度与时间的关系
  • 机械能守恒定律

匀变速直线运动:

物体在一条直线上运动,如果在相等的时间内速度的变化相等,这种运动就叫做匀变速直线运动。也可定义为:沿着一条直线,且加速度不变的运动,叫做匀变速直线运动。


匀变速直线运动的速度公式:

Vt=V0+at。

公式说明:

  1. 速度公式是匀变速直线运动速度的一般表示形式。它所表明瞬时速度与时刻t的对应关系。
  2. 通常取初速度v0方向为正方向,加速度a可正可负(正、负表示方向),在匀变速直线运动中a恒定。
    ①当a与v0同方向时,a>0表明物体的速度随时间均匀增加,如下左图。
    ②当a与v0反方向时,a<0表明物体的速度随时间均匀减少,如下右图。

        
  3.      速度图象是对速度公式的直观体现.图象斜率表示加速度,图象与时间轴所围的面积表示位移。

        


机械能守恒定律:

1、内容:只有重力(和弹簧弹力)做功的情形下,物体动能和重力势能(及弹性势能)发生相互转化,但机械能的总量保持不变。
2、表达式:

3.条件
机械能守恒的条件是:只有重力或弹力做功。可以从以下三个方面理解:
(1)只受重力作用,例如在不考虑空气阻力的情况下的各种抛体运动,物体的机械能守恒。
(2)受其他力,但其他力不做功,只有重力或弹力做功。例如物体沿光滑的曲面下滑,受重力、曲面的支持力的作用,但曲面的支持力不做功,物体的机械能守恒。
(3)其他力做功,但做功的代数和为零。

判定机械能守恒的方法:

 (1)条件分析法:应用系统机械能守恒的条件进行分析。分析物体或系统的受力情况(包括内力和外力),明确各力做功的情况,若对物体或系统只有重力 (或弹力)做功,没有其他力做功或其他力做功的代数和为零,则系统的机械能守恒。
(2)能量转化分析法:从能量转化的角度进行分析:若只有系统内物体间动能和重力势能及弹性势能的相互转化,系统跟外界没有发生机械能的传递,机械能也没有转化成其他形式的能(如内能),则系统的机械能守恒。
(3)增减情况分析法:直接从机械能的各种形式的能量的增减情况进行分析。若系统的动能与势能均增加或均减少,则系统的机械能不守恒;若系统的动能不变,而势能发生了变化,或系统的势能不变,而动能发生了变化,则系统的机械能不守恒;若系统内各个物体的机械能均增加或均减少,则系统的机械能不守恒。
(4)对一些绳子突然绷紧、物体间非弹性碰撞等,除非题目特别说明,否则机械能必定不守恒。

竖直平面内圆周运动与机械能守恒问题的解法:

在自然界中,违背能量守恒的过程肯定是不能够发生的,而不违背能量守恒的过程也不一定能够发生,因为一个过程的进行要受到多种因素的制约,能量守恒只是这个过程发生的一个必要条件。如在竖直平面内的变速圆周运动模型中,无支撑物的情况下,物体要到达圆周的最高点,从能量角度来看,要求物体在最低点动能不小于最高点与最低点的重力势能差值。但只满足此条件物体并不一定能沿圆弧轨道运动到圆弧最高点。因为在沿圆弧轨道运动时还需满足动力学条件:所需向心力不小于重力,由此可以推知,在物体从圆弧轨道最低点开始运动时,若在动能全部转化为重力势能时所能上升的高度满足时,物体可在轨道上速度减小到零,即动能可全部转化为重力势能;在,物体上升到圆周最高点时的速度)时,物体可做完整的圆周运动;若在时,物体将在与圆心等高的位置与圆周最高点之间某处脱离轨道,之后物体做斜上抛运动,到达最高点时速度不为零,动能不能全部转化为重力势能,物体实际上升的高度满足。故在解决这类问题时不能单从能量守恒的角度来考虑。


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