‘這題,有點意思。’
拿著筆的吳斌兩眼發光。
第一問沒什麼難度,很簡單的兩方程聯立求出大概算第一宇宙速度的答案。
吳斌拿起筆就開始寫。
解:設地球質量為,飛船質量為,探測器質量為’,當飛船與探測器一起繞地球做圓周運動時的速度為v
根據萬有引力定律和牛頓第二定律有(kR)2分之G(+’)(+')kR分之v2
對於地麵附近的質量為的物體有g=G/R2
解得:v=根號k分之gR
第一問是很簡單,但這第二問就有點意思了,題目給出了一個引力勢能的式子,裡麵小坑相當多,總之先不要慌,不要想為啥是無限遠,為啥引力勢能帶負號,這都是做完再想的事。
首先很明顯,這裡動能勢能和不變,機械能守恒的表達式是Ek+Ep=0
所以就能把Ep帶代入進去。..
得到
2分之v2-kR分之G=0
就解得:V’=根號kR分之2G=根號2v=根號k分之2gR
第二問②繼續來,首先題目給了個條件(實質是開普勒第二定律)
即RvB=kRVA
一般來說,寫上這一步應該就有一分了。
然後很顯然在AB兩點有機械守恒。
2分之vB2-R分之G=2分之vA2-KR分之G
算到這吳斌發現這裡並沒有另外一個質量。
‘嗯……遇事不決列方程!’
‘能溝通這兩個質量的方程,隻有動量守恒方程了吧。’
想到這吳斌不自覺的點點頭,繼續往下寫。
(+’)v=vA+'v'
最後因飛船通過A點與B點的速度大笑與這兩點到地心的距離成反比,即RvB=kRvA
解得:'分之=-根號k+分之2分之根號2-
“呼……”
吳斌吐了口氣將筆放了下來。
“嗯,步驟都對,分數全拿,可以啊!”蔡國平看完十分欣慰的猛拍了一下吳斌的肩膀。
“挺有意思的,那老師我接著做了。”吳斌說完喵向下一題。
可蔡國平卻突然將卷子一抽,說:“不用做了,既然你能這麼輕鬆就解出這道題,去參加競賽應該也沒問題了。”
“競賽?”吳斌一愣。
“對,全國高中生物理競賽!”
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PS:題目裡有些符號不太好打……就代替了一下。