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(8分)空间探测器从某一星球表面竖直升空,已知探测器质量为500kg(设为恒量),发动机推力为恒力,探测器升空后发动机因故障而突然关闭,如图所示为探测器从升空到落回星球表面的速度-时间图象,则由图象可判断该探测器在星球表面所能达到的最大高度是多少?发动机工作时的推力又为多大?

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

答案:
480m;3750N 【解析】由图象可知,探测器在=8s时具有最大瞬时速度,在=24s时才达到最大高度,且其最大高度为图象中的面积,即m=480m。                 (2分) 探测器在8s内在推力和星球重力的作用下加速上升,在8s后只在星球重力的作用下减速上升和加速下降。由图象,第一阶段加速度m/s2=5m/s2                            (1分) 第二、三阶段加速度 m/s2=m/s2                                          (1分) 由牛顿第二定律,第一阶段:                                         (1分) 第二、三阶段:                                                                  (1分) 联立两式解得 =3750N                                                     (2分)
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用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点痕进行测量,即验证机械能守恒定律。

说明: 6ec8aac122bd4f6e(1)

(1)下面列举了该实验的几个操作步骤:

A.按照图示的装置安装器件;

B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上;

C.用天平测出重锤的质量;

D.释放悬挂纸带的夹子,同时接通电源开关打出一条纸带;

E.测量纸带上某些点间的距离;

F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。

其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是________________。(将其选项对应的字母填在横线处)

(2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值.如图所示,根据打出的纸带,选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E,测出A距起始点O的距离为s0,点AC间的距离为s1,点CE间的距离为s2,使用交流电的频率为f,根据这些条件计算重锤下落的加速度a=_________。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(3)在上述验证机械能守恒定律的实验中发现,重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加,其原因主要是因为在重锤下落的过程中存在阻力作用,可以通过该实验装置测阻力的大小.若已知当地重力加速度公认的较准确的值为g,还需要测量的物理量是_________________。试用这些物理量和上图纸带上的数据符号表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小F=_________________。