2013年6月20日,“神舟十号”航天员进行中国首次太空授课,在太空失重环境下,航天员王亚平用一个支架形状的装置测量航天员聂海胜的质量,装置上的屏上显示出数字:74.0,这表示聂海胜的实测质量是74千克。请你设计一下在太空失重环境下如何测体重(人的质量),写出需要测量的物理量,以及人的质量的表达式。要求至少说出两种方案。
更新时间:2022-09-08 16:30:11
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【推荐1】一月球探测器在月球表面上从静止开始竖直向上发射,升空后时刻关闭发动机,此时探测器的速度为。图是从探测器发射到落回月球地面全过程的速度v随时间t变化的图像。已知探测器质量为m,月球质量为M,万有引力常量为G,发动机产生的推力视为竖直向上的恒力,不考虑探测器总质量的变化及忽略月球自转的影响。求:
(1)月球地表附近的重力加速度g的大小及月球半径R;
(2)发动机工作时产生的推力F的冲量大小。
(1)月球地表附近的重力加速度g的大小及月球半径R;
(2)发动机工作时产生的推力F的冲量大小。
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【推荐2】如图所示的装置可以测量飞行器在竖直方向上做匀加速直线运动的加速度。该装置是在矩形箱子的上、下壁上各安装一个可以测力的传感器,分别连接两根劲度系数相同(可拉伸可压缩)的轻弹簧的一端,弹簧的另一端都固定在一个滑块上,滑块套在光滑竖直杆上。现将该装置固定在一飞行器上,传感器P在上,传感器Q在下。飞行器在地面静止时,传感器P、Q 显示的弹力大小均为10N。求:
(1)滑块的质量(地面处的 g=10m/s2)
(2)若此飞行器在地面附近沿竖直方向向上加速运动时,传感器 P 显示的弹力大小为20N,此时飞行器的加速度多大?
(1)滑块的质量(地面处的 g=10m/s2)
(2)若此飞行器在地面附近沿竖直方向向上加速运动时,传感器 P 显示的弹力大小为20N,此时飞行器的加速度多大?
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【推荐1】如图(a)所示,、为钉在光滑水平面上的两根铁钉,小球用长为的细绳拴在铁钉上(细绳能承受足够大的拉力),、、在同一直线上,时,给小球一个垂直于绳的速度,使小球绕着两根铁钉在水平面上做圆周运动,在时间内,细绳的拉力随时间变化的规律如图(b)所示,试求:
(1)两钉子间的距离.
(2)时,细绳拉力的大小.
(3)细绳第三次碰钉子到第四次碰钉子的时间间隔.
(1)两钉子间的距离.
(2)时,细绳拉力的大小.
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【推荐2】如图所示,光滑导轨abc与fed相距L=0.1m,其中ab、fe段是倾角θ=60°的直轨道,bc、ed段是半径r=0.6m的圆弧轨道且与ab、fe相切,轨道末端c、d点切线与水平地面平滑连接.在abef间有垂直于轨道平面向下、 的匀强磁场,定值电阻R=1Ω.把质量为m=1kg、电阻不计的金属杆从距b、e高h=1m的导轨上静止释放,杆在直轨道上先加速后匀速下滑.轨道电阻不计,取g=10m/s2,求:
(1) 杆运动到cd时对轨道的压力F大小
(2)杆由静止下滑到cd的过程中R上产生的焦耳热Q;
(1) 杆运动到cd时对轨道的压力F大小
(2)杆由静止下滑到cd的过程中R上产生的焦耳热Q;
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【推荐1】地心隧道是根据凡尔纳的《地心游记》所设想出的一条假想隧道,它是一条穿过地心的笔直隧道,如图所示.假设地球的半径为R,质量分布均匀,地球表面的重力加速度为g.已知均匀球壳对壳内物体引力为零.
(ⅰ)不计阻力,若将物体从隧道口静止释放,试证明物体在地心隧道中的运动为简谐运动;
(ⅱ) 理论表明:做简谐运动的物体的周期T=2π,其中,m为振子的质量,物体的回复力为F=-kx.求物体从隧道一端静止释放后到达另一端需要的时间t (地球半径R = 6400km,地球表面的重力加速为g = 10m/ s2 ).
(ⅰ)不计阻力,若将物体从隧道口静止释放,试证明物体在地心隧道中的运动为简谐运动;
(ⅱ) 理论表明:做简谐运动的物体的周期T=2π,其中,m为振子的质量,物体的回复力为F=-kx.求物体从隧道一端静止释放后到达另一端需要的时间t (地球半径R = 6400km,地球表面的重力加速为g = 10m/ s2 ).
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【推荐2】如图所示,水平平台左段粗糙右段光滑,平台右端墙壁固定一水平弹簧,弹簧劲度系数k=32N/m,弹簧的自由长度恰好是光滑平台的长度,粗糙平台的长度L=4m,质量m=1kg的滑块在外力F=6N作用下,由静止开始从粗糙平台一端运动,滑块与粗糙平台间的动摩擦因数μ=0.2,作用1s后撤去外力,滑块与弹簧相互作用时不粘连且在弹性限度内,弹簧振子振动的周期公式(m为弹簧振子的质量,k为弹簧劲度系数),滑块处理成质点,g取10m/s2,试求:
(1)滑块与弹簧碰撞前瞬间速度大小v;
(2)滑块运动的总时间t。
(1)滑块与弹簧碰撞前瞬间速度大小v;
(2)滑块运动的总时间t。
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