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20.2013年6月13日,北京時間6月13日13時18分,天宮一號目標飛行器與神十飛船在離地面343Km的近圓軌道上進行了我國第5次載入空間交會對接.神舟十號航天員成功開啟天宮一號目標飛行器艙門,聶海勝、張曉光、王亞平以漂浮姿態進入天宮一號.下列說法正確的是(  )
A.航天員以漂浮姿態進入天宮一號,說明航天員不受地球引力作用
B.完成對接后組合體的運行速度小于7.9Km/s
C.王亞平在天宮一號中講課時可以用彈簧秤懸掛測一杯水的重力
D.完成對接后的組合體運行的加速度一定小于9.8m/s2

分析 航天員由萬有引力提供圓周運動的向心力,第一宇宙速度是圍繞地球圓周運動的最大速度.天宮一號處于完全失重狀態,不能用彈簧秤懸掛測一杯水的重力.根據組合體運行的加速度等于軌道處的重力加速度,小于地球表面的重力加速度.

解答 解:A、航天員以漂浮姿態進入天宮一號,處于完全失重狀態,但地球對他的萬有引力仍然存在,提供他隨天宮一號圍繞地球做圓周運動的向心力,故A錯誤;
B、第一宇宙速度為最大環繞速度,天宮一號的線速度一定小于第一宇宙速度7.9km/s.故B正確.
C、天宮一號處于完全失重狀態,不能用彈簧秤懸掛測一杯水的重力.故C錯誤.
D、根據g=$\frac{GM}{{r}^{2}}$知,衛星的軌道半徑越大,所在處的重力加速度越小.完成對接后的組合體運行的加速度等于軌道處的重力加速度,一定小于地球表面的重力加速度9.8m/s2.故D正確.
故選:BD.

點評 解決衛星運行規律問題的核心原理是萬有引力提供向心力,了解完全失重狀態的特點,掌握重力等于萬有引力,推導出重力加速度與半徑的關系.

練習冊系列答案
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(1)要測出滑塊的加速度還必須測出兩光電門之間的距離x(同時用符號表示該測量量);
(2)滑塊的加速度為a=$\frac{{(\fracp9vv5xb5{{t}_{2}})}^{2}-{(\fracp9vv5xb5{{t}_{1}})}^{2}}{2x}$(用上面的已知量和測量量符號表示).
(3)要改變滑塊受到的合力,只須改變氣墊導軌的傾角θ,在利用圖象探究加速度與合力的關系時,以縱軸表示加速度,在不用合力表示橫軸的情況下,可用sinθ(填“sinθ”“cosθ”或“tanθ”)表示橫軸.

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15.如圖1所示為山丹一中兩位同學探究“物體的加速度與其質量、所受合外力的關系”的實驗裝置圖.

(1)實驗中,兩位同學安裝好實驗裝置后,首先平衡摩擦力,他們將長木板的一端適當墊高些后,在不掛砝碼盤的情況下,使小車靠近打點計時器后,先接通電源,后用手輕撥小車,小車便拖動紙帶在木板上自由運動.若打點計時器第一次在紙帶上打出的計時點越來越稀疏(從打出的點的先后順序看),則第二次打點前應將長木板底下的小木塊墊的比原先更加低(選填“高”或“低”)些;重復以上操作步驟,直到打點計時器在紙帶上打出一系列間隔均勻的計時點,便說明平衡摩擦力合適.
(2)平衡摩擦力后,在盤及盤中砝碼的總質量遠小于小車質量的條件下,兩位同學可以認為砝碼盤(連同砝碼)的總重力近似等于小車的所受的合外力.
(3)接下來,這兩位同學先保持小車的質量不變的條件下,研究小車的加速度與受到的合外力的關系;圖2為某次操作中打出的一條紙帶,他們在紙帶上標出了5個計數點,在相鄰的兩個計數點之間還有4個點未標出,圖中數據的單位是cm.實驗中使用的是頻率f=50Hz的交變電流.根據以上數據,可以算出小車的加速度a=0.343m/s2.(結果保留三位有效數字)
(4)然后,兩位同學在保持小車受到的拉力不變的條件下,研究小車的加速度a與其質量M的關系.他們通過給小車中增加砝碼來改變小車的質量M,得到小車的加速度a與質量M的數據,畫出a-$\frac{1}{M}$圖線后,發現:當$\frac{1}{M}$較大時,圖線發生彎曲.于是,兩位同學又對實驗方案進行了進一步地修正,避免了圖線的末端發生彎曲的現象,那么,兩位同學的修正方案可能是C
A.改畫a與(M+m)的關系圖線     B.改畫a與$\frac{m}{M}$的關系圖線
C.改畫a與$\frac{1}{M+m}$的關系圖線       D.改畫a與$\frac{1}{(M+m)^{2}}$的關系圖線
(5)探究“物體的加速度與其質量、所受合外力的關系”實驗完成后,兩位同學又打算測出小車與長木板間的動摩擦因數.于是兩位同學先取掉了長木板右端墊的小木塊,使得長木板平放在了實驗桌上,并把長木板固定在實驗桌上,具體的實驗裝置如圖3所示;在砝碼盤中放入適當的砝碼后,將小車靠近打點計時器,接通電源后釋放小車,打點計時器便在紙帶上打出了一系列的點,并在保證小車的質量M、砝碼(連同砝碼盤)的質量m不變的情況下,多次進行實驗打出了多條紙帶,分別利用打出的多條紙帶計算出了小車運動的加速度a,并求出平均加速度$\overline{a}$,則小車與長木板間的動摩擦因數μ=$\frac{mg-(m+M)\overline{a}}{Mg}$.(用m、M、$\overline{a}$、g表示)

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