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八年级物理下册 预习篇
7.3 重力
1产生原因:由于地球与物体间存在吸引力。
2定义:由于 地球吸引 而使物体受到的力;用字母 G 表示。
3重力的大小:
又叫重量(物重) ②物体受到的重力与它的质量成正比。
③计算公式:G=mg 其中g= 9.8N/kg ,
物理意义:质量为1千克的物体受到的重力是9.8牛顿。
④重力的大小与物体的质量、地理位置有关,即质量越大,物体受到的重力越大;在地球上,越靠近赤道,物体受到的重力越小,越靠近两极,物体受到的重力越大。
4施力物体: 地球 5 重力方向: 竖直向下 ,
应用:重垂线
①原理:是利用 重力的方向总是竖直向下的性质制成的。
②作用:检查墙壁是否竖直,桌面是否水平。
6作用点:重心(质地均匀的物体的重心在它的几何中心。)
7为了研究问题的方便,在受力物体上画力的示意图时,常常把力的作用点画在重心上。同一物体同时受到几个力时,作用点也都画在重心上。
选择题
1.关于重力,下列说法中正确的是( )
A.物体的质量与重力成正比 B.地球上与地面不接触的物体也会受到重力
C.所有物体的重心都在物体的中心 D.重力的方向是垂直向下的
【答案】B
【详解】A.物体所受重力与物体的质量成正比,不能说物体的质量与物体受到的重力成正比,故A错误;
B.重力不是接触力,地球附近的任何物体都受到地球的引力,故B正确;
C.物体重心可能在物体上,也可能在物体外,比如均匀圆环的重心在环外。 故C错误;
D.重力的方向总是竖直向下的,故D错误。
故选B。
2.一个物体的重力大约是0.5N,可能是( )
A.一个鸡蛋 B.一张课桌
C.一本物理课本 D.一把学生用塑料三角尺
【答案】A
【详解】A.两个鸡蛋是重力大约为1N,故一个鸡蛋的重力大约是0.5N,故A符合题意;
B.一张课桌的重力大约为200N,故B不符合题意;
C.一本物理课本的重力大约为2N,故C不符合题意;
D.一把学生用塑料三角尺的重力大约为0.1N,故D不符合题意。
故选A。
3.书放在水平桌面上,涉及到很多力学知识,下列有关力的描述正确的是( )
A.书对桌面的压力的施力物体是桌面
B.书压桌面,桌面支持书,说明力的作用是相互的
C.书放在水平桌面上,没有与地面接触,所以书不受重力作用
D.书放在水平桌面上,书受到桌面的支持力,是因为书发生弹性形变
【答案】B
【详解】A.书对桌面的压力的施力物体是书本,受力物体是桌面,故A错误;
B.书压桌面,桌面支持书,书与桌面相互作用,压力与支持力是一对相互作用力,说明物体间力的作用是相互的,故B正确;
C.地球附近的所有物体都受到重力的作用,放在水平桌面上的书受到重力作用,故C错误;
D.书放在水平桌面上,书受到桌面的支持力,施力物体是桌面,则是桌面发生弹性形变而产生的,故D错误。
故选B。
4.如图所示是用手拉弹簧的示意图,下列选项中是由于弹簧形变产生的力是( )
A.弹簧对墙的作用力 B.手对弹簧的拉力
C.墙对弹簧的拉力 D.弹簧的重力
【答案】A
【详解】A.弹簧对墙的作用力,施力物体是弹簧,是由于弹簧发生弹性形变产生的,故A符合题意;
B.手对弹簧的拉力,施力物体是手,是由于手发生弹性形变产生的,故B不符合题意;
C.墙对弹簧的拉力,施力物体是墙,是由于墙发生弹性形变产生的,故C不符合题意;
D.弹簧的重力,施力物体是地球,是重力,不是弹力,故D不符合题意。
故选A。
5.下列数据中最接近实际的是( )
A.课桌的高度约为100cm B.37℃是比较舒适的环境温度
C.一个鸡蛋的质量约为50g D.一个成年人的重力约为50N
【答案】C
【详解】A.中学生的身高在160cm左右,课桌的高度大约是中学生身高的一半,在80cm左右,故A不符合题意;
B.人感觉舒适的环境温度约为23~26℃,37℃较炎热,故B不符合题意;
C.两个鸡蛋的重力约为1N,则一次鸡蛋的重力大约为0.5N,由G=mg可知,一个鸡蛋的质量为
故C符合题意;
D.成年人的质量在65kg左右,其受到的重力约为
故D不符合题意。
故选C。
6.2023年5月21日,中国羽毛球队在苏迪曼杯世界羽毛球混合团体锦标赛决赛中夺冠,在本项赛事中实现三连冠。如图所示是比赛时的情景,关于比赛现场中的一些物理量,下列估测正确的是( )
A.运动员一个跨步的距离约为10m
B.羽毛球球拍的长度约为65cm
C.拿起球拍的力约为100N
D.羽毛球的质量约为500g
【答案】B
【详解】A.运动员一个跨步的距离约为1m,故A错误;
B.羽毛球球拍的长度基本与胳膊等长,约为65cm,故B正确;
C.拿起球拍的力约为1N,故C错误;
D.羽毛球的质量约为5g,故D错误。
故选B。
7.关于重力和质量的关系,以下几种说法中正确的是( )
A.地面某位置处,同一物体受到的重力跟它的质量成正比
B.将10kg物体从地球带到月球上,其质量和重力都要变小
C.天平和测力计在月球上将无法正常使用
D.1kg等于10N,重力方向总是竖直向下
【答案】A
【详解】A.物体受到的重力与物体质量的关系为G=mg,即地面某位置处,物体受到的重力跟它的质量成正比,故A正确;
B.质量是物体本身的一种属性,只有在所含物质的多少发生变化时才会改变,如果只是改变了位置,则质量不会发生改变;将10kg物体从地球带到月球上,物体仅是位置发生变化,所以质量不变;月球上物体的重力是地球上重力的六分之一,所以物体到达月球后,其受到的重力减小,故B错误;
C.天平是利用压力等于重力来测量物体质量的,弹簧测力计可以通过弹簧形变的大小反映拉力的大小;月球引力虽然小于地球,但物体和砝码受到的引力减小程度相同,所以在月球上可以正常使用天平和弹簧测力计,故C错误;
D.kg是质量的单位,N是力的单位,故不能说1kg等于10N,故D错误。
故选A。
8.物理源于生活,在生活中我们学习物理知识有着各式各样的方法,估算就是其中一种常用的方法,下列估算数据最接近事实的是( )
A.一部华为5G手机的质量约为30kg
B.教室后门的高度约为160mm
C.一只鸭子的重力约为20N
D.一名中学生在地球上受到的重力约8000N
【答案】C
【详解】A.一部华为5G手机的质量约为200g,故A不符合题意;
B.教室后门的高度约为2000mm,故B不符合题意;
C.一只鸭子的质量约这2kg,重力约为
故C符合题意;
D.一名中学生在地球上受到的重力约500N,故D不符合题意。
故选C。
填空题
1.(1)如图甲所示,物体A的长度是 cm;
(2)如图乙所示,弹簧测力计的示数为 N;
(3)如图丙所示,一木块静止在斜面上,O点为木块的重心,此时它所受重力的方向是沿图中 向下的方向。(选填“OA”或“OB”。其中,OA沿竖直方向,OB垂直于斜面)
【答案】 3.70 3.6 OA
【详解】(1)[1] 如图甲所示,刻度尺分度值为1mm,读数时要估读到分度值下一位,则物体A的长度是3.70cm。
(2)[2] 如图乙所示,弹簧测力计的分度值为0.2N,则示数为3.6N。
(3)[3] 重力的方向竖直向下,所以木块所受重力的方向是沿图中OA向下的方向。
2.2022年世界杯足球赛正在卡塔尔举行,在一场比赛中,球员甲带球向前突进,在此过程中球员甲相对于对方球门是 的(选填“运动”或“静止”),球员将球踢飞后,球最终落回地面是因为受到 的作用。
【答案】 运动 重力
【详解】[1]球员甲带球向前突进,以对方球门为参照物,球员甲与对方球门之间的位置发生了变化,所以球是运动的。
[2]因为它受到重力的作用,所以足球最终落回地面。
3.已知月球上物体所受重力为地球上的,如果一个人在地球上最多能举起重的物体,则他在月球上能举起物体的最大质量是 。(g取)
【答案】360
【详解】一个人在地球上最多能举起的物体,说明他的最大举力为;
因为月球上的物体所受重力为地球上的,所以他在月球上能举起在地球上重的物体,
即能举起物体的最大质量。
4.排球场上,运动员用手垫排球时,感觉到手痛,此时运动员的手受到的力的施力物体是 ;飞到空中的排球由于受到 的作用最终会落到地面。
【答案】 排球 重力
【详解】[1]运动员用手垫排球,手对排球有力的作用,由于力的作用是相互的,所以手也会受到排球的作用力,因此会感觉到手痛,此时运动员的手受到的力的施力物体是排球。
[2]飞到空中的排球始终受到地球的吸引力,即重力的作用。
5.如图所示是排球运动员击球时的情景,排球在空中飞行过程中,若忽略空气的作用,使它运动状态发生变化的施力物体是 ,这时排球受到 力(选填“一个”或“两个”)。
【答案】 地球 一个
【详解】[1]排球在空中飞行,因为忽略空气阻力,所以只受重力的作用,在重力的作用下,排球的运动状态发生改变,重力的施力物体是地球。
[2]在空中飞行,因为只受重力,所以排球受到一个力的作用。
简答题
1.2020年12月23日,一颗巨大的陨石掉落在青海玉树的雪山中,掉落地面的陨石可近视看作半径为R的球体,质量分布均匀。请你:
(1)简述利用一把锤子、一架已调节平衡的天平和一个装有适量水的量筒测量这颗陨石密度的方法,用所测物理量的字母表示密度;
(2)写出这颗陨石重力G的表达式。(球体体积公式V=πR3,用已知量和测量量表示)
【答案】(1)见解析;(2)
【详解】(1)①因陨石太大,不能直接测量其质量和体积,故在一颗巨大的陨石上用锤子敲击下一小块(质量不能过小,且能放入量筒中),用一架已调节平衡的天平测量出这小块陨石的质量m;
②在量筒中倒入适量的水,记下水的体积V1,把小块陨石慢慢放入量筒中,使其浸没,记录体积为V2;
③根据测得的质量和体积,即可测得其密度。
小块陨石的体积
小块陨石的密度为
因密度是物质一种特性,故小块陨石的密度即为整块陨石的密度。
(2)这颗陨石重力G的表达式
2.400年前伽利略发现了摆的等时性原理,现代使用的机械摆钟就是据此制成的,摆钟走时快慢和摆长有关,摆长相同,摆的振动周期相同。大部分机械钟钟摆都是金属制成的,若温度升高,导致摆钟的摆长变长,钟走时就会变慢,当钟走慢时,金属摆杆重心下移,这时需要人工旋转摆锤上的螺丝,往上调整摆锤[图(a)],让摆锤重心上移,使摆钟的摆长回复原长,钟走时回复准确。上海“大来时间博物馆”里有一座四面透明的四明钟[图(b)],该钟钟摆比较特殊,钟摆上部的摆杆由金属制成,钟摆下部的摆锤是在玻璃管中填充水银制成[图(c)],称为水银摆。玻璃管中水银没有装满,当环境温度变化时,该钟可以自动调节钟摆摆长,查阅资料可知,水银与其它金属一样具有热胀冷缩的性质,请分析说明温度升高时,水银摆不需要人工调节摆长的原因: 。
【答案】见解析所示
【详解】水银与其它金属一样具有热胀冷缩的性质,温度升高,金属摆杆伸长,重心下移,而摆锤的玻璃管中水银受热膨胀,重心会上移,摆杆重心下移而水银重心上移,保证摆长重心不变,这样就不需要人工调节。
综合题
1.嫦娥五号探测器由上升器、着陆器、返回器和轨道器4部分组成,总质量达。2020年12月17日凌晨2点,携带月球样品的返回器顺利着陆于内蒙古中部草原的四子王旗航天着陆场。请解答以下问题:
(1)的月球样品从月球到达地球后,质量将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)总质量为的探测器在地球上时受到的重力 (g取);
(3)科研人员测得嫦娥五号采集回来的月球土壤的体积为,则月球土壤的密度是多少 ;
(4)上升器离开月球时,相对于月球表面,发动机喷气的方向是向哪个方向,为什么 ?
【答案】 不变 见解析
【详解】(1)[1]质量是物体的一种属性,不随形状、状态、温度、位置的改变而改变,所以月球样品到达地球后质量不变。
(2)[2]探测器在地球上时受到的重力
(3)[3]月球土壤的密度
(4)[4]因力的作用是相互的,所以,当发动机相对于月球表面向下喷气时,发动机获得一个相对于月球表面向上的力,使上升器离开月球。
2.2021年5月15日,“天问一号”火星探测器所携带的“祝融号”火星车及其着陆组合体成功降落在火星上,实现中国航天历史性的突破。
(1)降落过程中着陆器利用减速伞减速后抛去防护罩,再启动推力发动机向下喷气。如图甲所示,此过程中喷出气体对着陆器产生的作用力 (选填“向上”或“向下”),使着陆器悬停在空中,寻找合适的位置后降落;
(2)“祝融号”火星车拥有强大的机动性能,如图乙每个轮子都能独立行动,还可以横着走,但是火星表面地形复杂,不仅有岩石砂砾还有各种坡地,“祝融号”在火星的设计巡航速度是每小时40米,大约与 最相似:
A.乌龟的爬行速度
B.人步行走的速度
C.汽车在高速公路行驶的速度
(3)火星对它表面附近的物体也有引力,物体在火星表面受到的重力是地球表面重力的,已知“祝融号”火星车在地球上的质量是240kg。当火星车静止在火星上时,火星车的质量是多少kg ?在火星上受到的重力是多少N?(g取10N/kg) 。
【答案】 向上 A 240 900N
【详解】(1)[1]推力发动机向下喷气时,由于力的作用是相互的,喷出气体对着陆器产生向上的反作用力,使着陆器悬停在空中,寻找合适的位置后降落。
(2)[2]已知“祝融号”的巡航速度为
A.乌龟爬行1m需要近2min,速度约为
故A符合题意;
B.成年人正常步行的速度在1.1m/s左右,故B不符合题意;
C.汽车在高速公路上正常行驶的速度约为
故C不符合题意。
故选A。
(3)[3]质量与物体的形状、状态和空间位置无关。所以火星车静止在火星上时,火星车的质量和火星车在地球上的质量是一样的,还是240kg。
[4]火星车在地球上受到的重力
受到火星对它的引力
3.如图所示,圆柱形容器A和B放在水平地面上,底面积分别为2×10-2m2和1×10-2m2。容器A中盛有0.1m高的水,容器B中盛有质量为1.6kg的酒精。ρ酒精=0.8×103kg/m3,g=10N/kg。
(1)求容器A中水的重力;
(2)求容器B中酒精的高度h酒精;
(3)若要使容器A和B的液体重力相等,小华和小芳设计了不同的方法,如表所示:
设计的方案
小华 分别在A、B两个容器中倒入相同体积的水和酒精
小芳 分别在A容器中抽取、B容器中倒入相同体积的水和酒精
请判断, 同学设计的方法可行,并求出该方法中的体积。
【答案】 20N 0.2m 小芳 0.22×10-3m3
【详解】(1)[1]容器A中水的体积为
V水=S水h水=2×10-2m2×0.1m=2×10-3m3
容器A中水的质量为
m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3=2kg
容器A中水的重力为
G水=m水g=2kg×10N/kg=20N
(2)[2]容器B中酒精的体积为
容器B中酒精的高度为
(3)[3][4]因为ρ水>ρ酒精,因此相同体积的水和酒精相比,水的质量大于酒精的质量,又因为m水>m酒精,因此分别在A、B两个容器中倒入相同体积的水和酒精后,容器A和B的液体的质量不会相等,重力不会相等;分别在A容器中抽取、B容器中倒入体积为V的水和酒精,则在A容器中抽取、B容器中倒入的水和酒精的质量分别为
m'水=ρV=0.8×103kg/m3×V
m'酒=ρ酒精V=1×103kg/m3×V
因为在A容器中抽取、B容器中倒入体积为V的水和酒精后,容器A和B的液体的质量相等,重力相等,因此
m水﹣m'水=m酒+m'酒
代入数据得
2kg﹣1×103kg/m3×V=1.6kg+0.8×103kg/m3×V
解得V≈0.22×10-3m3。
所以小芳同学设计的方法可行,该方法中的体积为0.22×10-3m3。
4.2022年4月16日,神舟十三号载人飞船返回舱(质量约为8t)在东风着陆场成功着陆,载人飞行任务取得圆满成功。神舟十三号首次采用了快速返回模式,神舟飞船在轨道上运行的速度大约为,接近第一宇宙速度。此后飞船在大气层内减速下落,拉出减速伞后,将落地速度控制在8m/s左右。在距离地面大约只有1m时反推发动机点火,从返回舱底部冒出一股巨大的火焰,使返回舱以2m/s的速度进行软着陆,航天员安全返回地面。求:
(1)反推发动机点火工作,能使返回舱减速实现软着陆,利用的物理知识是: ;
(2)返回舱进入大气层的重力环境时的重力;
(3)飞船以的速度匀速飞行5min,则这段时间内飞船飞行的路程。
【答案】 物体间力的作用是相互的
【详解】(1)[1] 反推发动机点火工作,从返回舱底部冒出一股巨大的火焰,返回舱给火焰一个向下的力,由于力的作用是相互的,因此火焰给返回舱一个向上的反作用力,从而使返回舱实现软着陆。
(2)[2] 返回舱进入大气层的重力环境时的重力
(3)[3] 这段时间内飞船飞行的路程
5.体积为的铜球,质量为89g,小明据此判断此球是空心球(已知,,g取)。求:
(1)空心部分体积;
(2)若空心部分注满水银,需要水银多少克?
(3)通过计算说明注满水银的铜球重力是否可以用量程为的测力计来测量?
【答案】(1);(2)408g;(3)可以
【详解】解:(1)铜的密度
由可得,89g铜的体积
由可知,此球是空心的,空心部分体积
(2)若将空心部分注满水银后,水银的体积
则水银的质量
(3)注满水银后,整个铜球总质量
则总重力
由于,因此注满水银的铜球重力可以用量程为的测力计来测量。
答:(1)空心部分体积为;
(2)空心部分注满水银,需要水银408g;
(3)可以用量程为的测力计来测量。
6.如图所示是一个用金属制成的卡通小人,它是实心体,小王很想知道它究竟是由什么材料制成的,于是设法测得了它的质量1.17kg,体积为0.15dm3。()
(1)通过计算和查表判断卡通人可能是由何种物质制成的?
(2)卡通小人的重力是多少?
(3)若改用铜来做一个2倍高的卡通小人,其质量为多少?
物质 密度ρ/kg·m-3
金 19.3×103
铜 8.9×103
钢 7.8×103
【答案】(1)钢;(2)11.7N;(3)2.67kg
【详解】解:(1)卡通小人的密度
对照表中数据可知,卡通人可能是由钢制成的;
(2)卡通小人的重力
(3)若改用铜来做一个2倍高的卡通小人,则铜做的卡通小人是钢做的卡通小人体积的2倍,即
由可得铜做卡通小人质量
答:(1)卡通人可能是由钢制成的;
(2)卡通小人的重力是11.7N;
(3)改用铜来做一个2倍高的卡通小人,其质量为2.67kg。
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八年级物理下册 预习篇
7.3 重力
1产生原因:由于地球与物体间存在吸引力。
2定义:由于 地球吸引 而使物体受到的力;用字母 G 表示。
3重力的大小:
又叫重量(物重) ②物体受到的重力与它的质量成正比。
③计算公式:G=mg 其中g= 9.8N/kg ,
物理意义:质量为1千克的物体受到的重力是9.8牛顿。
④重力的大小与物体的质量、地理位置有关,即质量越大,物体受到的重力越大;在地球上,越靠近赤道,物体受到的重力越小,越靠近两极,物体受到的重力越大。
4施力物体: 地球 5 重力方向: 竖直向下 ,
应用:重垂线
①原理:是利用 重力的方向总是竖直向下的性质制成的。
②作用:检查墙壁是否竖直,桌面是否水平。
6作用点:重心(质地均匀的物体的重心在它的几何中心。)
7为了研究问题的方便,在受力物体上画力的示意图时,常常把力的作用点画在重心上。同一物体同时受到几个力时,作用点也都画在重心上。
选择题
1.关于重力,下列说法中正确的是( )
A.物体的质量与重力成正比 B.地球上与地面不接触的物体也会受到重力
C.所有物体的重心都在物体的中心 D.重力的方向是垂直向下的
2.一个物体的重力大约是0.5N,可能是( )
A.一个鸡蛋 B.一张课桌
C.一本物理课本 D.一把学生用塑料三角尺
3.书放在水平桌面上,涉及到很多力学知识,下列有关力的描述正确的是( )
A.书对桌面的压力的施力物体是桌面
B.书压桌面,桌面支持书,说明力的作用是相互的
C.书放在水平桌面上,没有与地面接触,所以书不受重力作用
D.书放在水平桌面上,书受到桌面的支持力,是因为书发生弹性形变
4.如图所示是用手拉弹簧的示意图,下列选项中是由于弹簧形变产生的力是( )
A.弹簧对墙的作用力 B.手对弹簧的拉力
C.墙对弹簧的拉力 D.弹簧的重力
5.下列数据中最接近实际的是( )
A.课桌的高度约为100cm B.37℃是比较舒适的环境温度
C.一个鸡蛋的质量约为50g D.一个成年人的重力约为50N
6.2023年5月21日,中国羽毛球队在苏迪曼杯世界羽毛球混合团体锦标赛决赛中夺冠,在本项赛事中实现三连冠。如图所示是比赛时的情景,关于比赛现场中的一些物理量,下列估测正确的是( )
A.运动员一个跨步的距离约为10m
B.羽毛球球拍的长度约为65cm
C.拿起球拍的力约为100N
D.羽毛球的质量约为500g
7.关于重力和质量的关系,以下几种说法中正确的是( )
A.地面某位置处,同一物体受到的重力跟它的质量成正比
B.将10kg物体从地球带到月球上,其质量和重力都要变小
C.天平和测力计在月球上将无法正常使用
D.1kg等于10N,重力方向总是竖直向下
8.物理源于生活,在生活中我们学习物理知识有着各式各样的方法,估算就是其中一种常用的方法,下列估算数据最接近事实的是( )
A.一部华为5G手机的质量约为30kg
B.教室后门的高度约为160mm
C.一只鸭子的重力约为20N
D.一名中学生在地球上受到的重力约8000N
填空题
1.(1)如图甲所示,物体A的长度是 cm;
(2)如图乙所示,弹簧测力计的示数为 N;
(3)如图丙所示,一木块静止在斜面上,O点为木块的重心,此时它所受重力的方向是沿图中 向下的方向。(选填“OA”或“OB”。其中,OA沿竖直方向,OB垂直于斜面)
2.2022年世界杯足球赛正在卡塔尔举行,在一场比赛中,球员甲带球向前突进,在此过程中球员甲相对于对方球门是 的(选填“运动”或“静止”),球员将球踢飞后,球最终落回地面是因为受到 的作用。
3.已知月球上物体所受重力为地球上的,如果一个人在地球上最多能举起重的物体,则他在月球上能举起物体的最大质量是 。(g取)
4.排球场上,运动员用手垫排球时,感觉到手痛,此时运动员的手受到的力的施力物体是 ;飞到空中的排球由于受到 的作用最终会落到地面。
5.如图所示是排球运动员击球时的情景,排球在空中飞行过程中,若忽略空气的作用,使它运动状态发生变化的施力物体是 ,这时排球受到 力(选填“一个”或“两个”)。
简答题
1.2020年12月23日,一颗巨大的陨石掉落在青海玉树的雪山中,掉落地面的陨石可近视看作半径为R的球体,质量分布均匀。请你:
(1)简述利用一把锤子、一架已调节平衡的天平和一个装有适量水的量筒测量这颗陨石密度的方法,用所测物理量的字母表示密度;
(2)写出这颗陨石重力G的表达式。(球体体积公式V=πR3,用已知量和测量量表示)
2.400年前伽利略发现了摆的等时性原理,现代使用的机械摆钟就是据此制成的,摆钟走时快慢和摆长有关,摆长相同,摆的振动周期相同。大部分机械钟钟摆都是金属制成的,若温度升高,导致摆钟的摆长变长,钟走时就会变慢,当钟走慢时,金属摆杆重心下移,这时需要人工旋转摆锤上的螺丝,往上调整摆锤[图(a)],让摆锤重心上移,使摆钟的摆长回复原长,钟走时回复准确。上海“大来时间博物馆”里有一座四面透明的四明钟[图(b)],该钟钟摆比较特殊,钟摆上部的摆杆由金属制成,钟摆下部的摆锤是在玻璃管中填充水银制成[图(c)],称为水银摆。玻璃管中水银没有装满,当环境温度变化时,该钟可以自动调节钟摆摆长,查阅资料可知,水银与其它金属一样具有热胀冷缩的性质,请分析说明温度升高时,水银摆不需要人工调节摆长的原因: 。
综合题
1.嫦娥五号探测器由上升器、着陆器、返回器和轨道器4部分组成,总质量达。2020年12月17日凌晨2点,携带月球样品的返回器顺利着陆于内蒙古中部草原的四子王旗航天着陆场。请解答以下问题:
(1)的月球样品从月球到达地球后,质量将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)总质量为的探测器在地球上时受到的重力 (g取);
(3)科研人员测得嫦娥五号采集回来的月球土壤的体积为,则月球土壤的密度是多少 ;
(4)上升器离开月球时,相对于月球表面,发动机喷气的方向是向哪个方向,为什么 ?
2.2021年5月15日,“天问一号”火星探测器所携带的“祝融号”火星车及其着陆组合体成功降落在火星上,实现中国航天历史性的突破。
(1)降落过程中着陆器利用减速伞减速后抛去防护罩,再启动推力发动机向下喷气。如图甲所示,此过程中喷出气体对着陆器产生的作用力 (选填“向上”或“向下”),使着陆器悬停在空中,寻找合适的位置后降落;
(2)“祝融号”火星车拥有强大的机动性能,如图乙每个轮子都能独立行动,还可以横着走,但是火星表面地形复杂,不仅有岩石砂砾还有各种坡地,“祝融号”在火星的设计巡航速度是每小时40米,大约与 最相似:
A.乌龟的爬行速度
B.人步行走的速度
C.汽车在高速公路行驶的速度
(3)火星对它表面附近的物体也有引力,物体在火星表面受到的重力是地球表面重力的,已知“祝融号”火星车在地球上的质量是240kg。当火星车静止在火星上时,火星车的质量是多少kg ?在火星上受到的重力是多少N?(g取10N/kg) 。
3.如图所示,圆柱形容器A和B放在水平地面上,底面积分别为2×10-2m2和1×10-2m2。容器A中盛有0.1m高的水,容器B中盛有质量为1.6kg的酒精。ρ酒精=0.8×103kg/m3,g=10N/kg。
(1)求容器A中水的重力;
(2)求容器B中酒精的高度h酒精;
(3)若要使容器A和B的液体重力相等,小华和小芳设计了不同的方法,如表所示:
设计的方案
小华 分别在A、B两个容器中倒入相同体积的水和酒精
小芳 分别在A容器中抽取、B容器中倒入相同体积的水和酒精
请判断, 同学设计的方法可行,并求出该方法中的体积。
4.2022年4月16日,神舟十三号载人飞船返回舱(质量约为8t)在东风着陆场成功着陆,载人飞行任务取得圆满成功。神舟十三号首次采用了快速返回模式,神舟飞船在轨道上运行的速度大约为,接近第一宇宙速度。此后飞船在大气层内减速下落,拉出减速伞后,将落地速度控制在8m/s左右。在距离地面大约只有1m时反推发动机点火,从返回舱底部冒出一股巨大的火焰,使返回舱以2m/s的速度进行软着陆,航天员安全返回地面。求:
(1)反推发动机点火工作,能使返回舱减速实现软着陆,利用的物理知识是: ;
(2)返回舱进入大气层的重力环境时的重力;
(3)飞船以的速度匀速飞行5min,则这段时间内飞船飞行的路程。
5.体积为的铜球,质量为89g,小明据此判断此球是空心球(已知,,g取)。求:
(1)空心部分体积;
(2)若空心部分注满水银,需要水银多少克?
(3)通过计算说明注满水银的铜球重力是否可以用量程为的测力计来测量?
6.如图所示是一个用金属制成的卡通小人,它是实心体,小王很想知道它究竟是由什么材料制成的,于是设法测得了它的质量1.17kg,体积为0.15dm3。()
(1)通过计算和查表判断卡通人可能是由何种物质制成的?
(2)卡通小人的重力是多少?
(3)若改用铜来做一个2倍高的卡通小人,其质量为多少?
物质 密度ρ/kg·m-3
金 19.3×103
铜 8.9×103
钢 7.8×103
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