继神秘的火星之后,土星也成了全世界关注的焦点.经过近7年35.2亿公里在太空中风尘仆仆的穿行后,美航空航天局和欧航空航天局合作研究的“卡西尼”号土星探测器抵达预定轨道,开始“拜访”土星及其卫星家族.这是人类首次针对土星及其31颗已知卫星最详尽的探测.若“卡西尼”号探测器进入绕土星飞行的轨道,在半径为R的土星上空离土星表面高h的圆形轨道上绕土星飞行,环绕n周飞行时间为t.试计算土星的质量和平均密度。(万有引力常量为G)
(9分) (2010·苏南模拟)在“探究力的平行四边形定则”的实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套(如图13).实验中需用两个弹簧测力计分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O. (1)某同学在做该实验时认为:
其中正确的是________(填入相应的字母). (2)若两个弹簧测力计的读数均为4 N,且两弹簧测力计拉力的方向相互垂直,则 ________(选填“能”或“不能”)用一个量程为5 N的弹簧测力计测量出它们的合力, 理由是__________________________.
(9分)在“探究力的平行四边形定则”的实验中. (1)其中的两个实验步骤分别是: A.在水平放置的方木板上固定一张白纸,用图钉把橡皮条的一端固定在方木板上,另 一端拴上两个绳套,通过细绳同时用两个弹簧测力计(弹簧测力计与方木板平面平行)互成角度地拉橡皮条,使它与细绳的结点到达某一位置O点,在白纸上用铅笔记下O点的位置和读出两个弹簧测力计的示数F1和F2. B.只用一只弹簧测力计,通过细绳拉橡皮条,使它的伸长量与两个弹簧测力计拉时相 同,读出此时弹簧测力计的示数F′和记下细绳的方向. 请指出以上步骤中的错误或疏漏:A中是______________________;B中是 ____________________________. (2)在某次实验中,两个弹簧测力计的拉力F1、F2已在图12中画出,图中的方格每边长 度表示2 N,O点是橡皮条的结点,请用两个直角三角板严格作出合力F的图示,并求 出合力的大小为________ N.
(9分)在“验证机械能守恒定律”的实验中,若重物质量为0.50 kg,选择好的纸带如图所示,O、A之间有几个点未画出.已知相邻两点时间间隔为0.02 s,长度单位是 cm,g取9.8 m/s2.则打点计时器打下点B时,重物的速度vB=________m/s;从起点O到打下点B的过程中,重物重力势能的减少量ΔEp=________J,动能的增加量ΔEk=________J.(结果保留三位有效数字) 图10
光电计时器是物理实验中经常用到的一种精密计时仪器,它由光电门和计时器两部分组成,光电门的一臂的内侧附有发光装置(发射激光的装置是激光二极管,发出的光束很细),如图中的A和A′,另一臂的内侧附有接收激光的装置,如图实-4-12中的B和B′,当物体在它们之间通过时,二极管发出的激光被物体挡住,接收装置不能接 收到激光信号,同时计时器就开始计时,直到挡光结束光电计时器停止计时,故此装置能精确地记录物体通过光电门所用的时间.现有一小球从两光电门的正上方开始自由下落,如图所示. (1)若要用这套装置来验证机械能守恒定律,则要测量的物理量有________________________(每个物理量均用文字和字母表示,如高度H). (2)验证机械能守恒定律的关系式为________.