三.解答題(共3小題)
18.閱讀以下材料,回答問題.
2008年9月25日,我國(guó)成功發(fā)射了“神舟七號(hào)”飛船,并且首次實(shí)現(xiàn)了我國(guó)航天員太空行走的愿望.如圖1所示,是我國(guó)航天員翟志剛出艙時(shí)的英姿,出艙的航天員與軌道艙之間需要系上一根安全系繩.當(dāng)航天員意外漂離軌道艙時(shí),可拉著繩子返回軌道艙.2008年9月28日“神舟七號(hào)”載人飛船完成各項(xiàng)任務(wù)后,在返回的過程中,返回艙進(jìn)入大氣層將通過一段黑障區(qū)(所謂黑障區(qū)就是航天器返回艙返回大氣層時(shí),因表面超高速摩擦形成高溫等離子區(qū)導(dǎo)致無線電信號(hào)衰減至中斷的飛行區(qū)段),這一段時(shí)間飛船將“燒成”一個(gè)大火球,如圖2所示,而飛船內(nèi)的宇航員和設(shè)備則安然無恙,因?yàn)轱w船外殼上的燒蝕層先熔化后汽化,從而吸收了大量的熱保護(hù)了飛船.
(1)航天員在太空上的質(zhì)量與在地球上相比 .(選填“變大”、“不變”或“變小”)
(2)出艙的航天員與軌道艙之間需要系上一根安全系繩.當(dāng)航天員意外漂離軌道艙時(shí),可拉著繩子返回軌道艙.這利用了物體間力的作用是 的和力可以改變 物體的 .
(3)航天器返回艙返回大氣層時(shí),飛船將“燒成”一個(gè)大火球,是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為 .
19.跟地球一樣,在其他所有星球上,物體也會(huì)由于星球?qū)λ奈艿街赶蛟撔乔蚯蛐牡牧?如果我們把這些力也叫重力的話,那么,物體在某星球上受到的重力不僅跟物體本身的質(zhì)量有關(guān),還跟該星球的質(zhì)量、半徑等因素有關(guān).由于不同的星球質(zhì)量和半徑各不相同,所以,同一個(gè)物體在不同星球上受到的重力并不相同.下表列出的是質(zhì)量為1kg的物體,在不同星球上受到的重力.
星球 月球 水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星
重力/N 1.62 3.60 8.50 9.80 3.76 22.9 9.05 8.30 11.0
請(qǐng)回答下列問題:
(1)同一個(gè)物體放在不同星球上,質(zhì)量 ,重力 ;(填“改變”、“不改變”)
(2)由上表可知,同一物體放在 星受到的重力最大,海王星上g= ,它表示的物理意義是 .
(3)一宇航員質(zhì)量為72kg,這個(gè)宇航員在地球上最多能舉起100kg的物體,若宇航員到達(dá)火星上,那么他在火星上最多能舉起多大質(zhì)量的物體?
20.物體的質(zhì)量真的會(huì)不變嗎?
在現(xiàn)有的物理知識(shí)的基礎(chǔ)上,同學(xué)們會(huì)肯定地認(rèn)為物體的質(zhì)量是不會(huì)隨形狀、位置、狀態(tài)的改變而改變的,物體的質(zhì)量是常數(shù).這個(gè)認(rèn)識(shí)并沒有錯(cuò),但這是對(duì)靜止的物體的質(zhì)量而言.如果對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體而氧物體的質(zhì)量是否還是始終不變呢?根據(jù)愛因斯坦的“相對(duì)論”,運(yùn)動(dòng)的物體的質(zhì)量會(huì)隨它的運(yùn)動(dòng)速度而改變,他的理論是:設(shè)一個(gè)物體靜止時(shí)的質(zhì)量為m0(又稱為靜質(zhì)量),當(dāng)它以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量為m(又稱為動(dòng)質(zhì)量),則動(dòng)質(zhì)量與靜質(zhì)量及其速度的關(guān)系遵循以下規(guī)律:m= (其中c為光速),根據(jù)以上公式我們可以計(jì)算出:一個(gè)靜質(zhì)量m0=1kg的物體,當(dāng)它以v1=300m/s和v2=15×104km/s運(yùn)動(dòng)時(shí),其動(dòng)質(zhì)量分別為:m1=1.0000000000005kg m2=1.15kg,由此可知,物體的動(dòng)質(zhì)量比靜質(zhì)量大,且物體的運(yùn)動(dòng)速度越大,其動(dòng)質(zhì)量越大.從m1值可看出,在低速(相對(duì)光速而言)范圍內(nèi),物體的動(dòng)質(zhì)量與靜質(zhì)量相關(guān)甚微,其差值可以忽 略不計(jì),因此在低速范圍內(nèi)研究宏觀物體的運(yùn)動(dòng)情況時(shí),可以認(rèn)為物體的質(zhì)量是不變的,是常數(shù).但在微觀世界里,由于電子、質(zhì)子等基本粒子的靜質(zhì)量都很小,而其運(yùn)動(dòng)速度又很容易接近光速,這時(shí)它們的質(zhì)量隨速度的改變就不可忽視,關(guān)于這樣的問題,同學(xué)們將來有機(jī)會(huì)學(xué)習(xí)愛因斯坦的”相對(duì)論”力學(xué)知識(shí)時(shí),就會(huì)進(jìn)一步深入理解.請(qǐng)根據(jù)剛才的閱讀,回答下列問題:
(1)我們認(rèn)為物體的質(zhì)量是不會(huì)隨形狀、位置、狀態(tài)的改變而改變,其質(zhì)量是指物體的 ,而 會(huì)隨物體的運(yùn)動(dòng)速度而改變.
(2)根據(jù)愛因斯坦的理論,物體兩種質(zhì)量及其速度的關(guān)系遵循的規(guī)律是:m= (其中c為光速),其中m是指 ,m0是指 ,c= .
(3)在研究宏觀物體的運(yùn)動(dòng)情況時(shí),由于v c,故可以認(rèn)為物體的質(zhì)量不變,是常數(shù).
(4)設(shè)m0=100kg,當(dāng)它以2.4×108m/s的速度運(yùn)動(dòng)時(shí),求其動(dòng)質(zhì)量,并分析結(jié)果,你可得到一個(gè)什么結(jié)論?
質(zhì)量及其特性