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，我國成功發(fā)射了“神舟七號(hào)”飛船，并且首次實(shí)現(xiàn)了我國航天員太空行走的愿望.如圖1所示，是我國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 不變 .(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 相互 的和力可以改變物體的 運(yùn)動(dòng)狀態(tài) .
(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 內(nèi)能 .
考點(diǎn)： 質(zhì)量及其特性;力的作用效果;力作用的相互性;做功改變物體內(nèi)能.
專題： 分子熱運(yùn)動(dòng)、內(nèi)能;質(zhì)量及其測(cè)量;運(yùn)動(dòng)和力.
分析： (1)質(zhì)量是物體所含物質(zhì)的多少，決定于物質(zhì)的多少，與物體位置沒有關(guān)系;
(2)力是物體對(duì)物體的作用，物體之間力的作用是相互的，一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體施加力的作用的同時(shí)，受到另一個(gè)物體的反作用力;
力的作用效果有二 ：改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，改變物體的形狀;
(3)改變內(nèi)能有兩種方式：做功和熱傳遞.外界對(duì)物體做功，改變內(nèi)能的本質(zhì)是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.
解答： 解：
(1)航天員從地球到達(dá)太空，位置發(fā)生變化，但其質(zhì)量與位置無關(guān)，所以不變;
(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)，拉動(dòng)繩子對(duì)繩子產(chǎn)生作用力，由于力的作用是相互的，繩子對(duì)航天員產(chǎn)生反作用力，從而可以返回軌道艙;在力的作用下，航天員的狀態(tài)發(fā)生變化，說明力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài);
(3)航天器返回艙返回大氣層時(shí)，與大氣層發(fā)生劇烈摩擦，飛船將“燒成”一個(gè)大火球，是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.
故答案為：(1)不變;(2)相互;運(yùn)動(dòng)狀態(tài);(3)內(nèi)能.
點(diǎn)評(píng)： 此題以神州九號(hào)與天宮一號(hào)對(duì)接為素材，考查了質(zhì)量的特點(diǎn)、力的作用相互性及作用效果、機(jī)械能與內(nèi)能的轉(zhuǎn)化，體現(xiàn)了物理規(guī)律與科技前沿的密切聯(lián)系.
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 不改變 ，重力 改變 ;(填“改變”、“不改變”)
(2)由上表可知，同一物體放在 木 星受到的重力最大，海王星上g= 11N/kg ，它表示的物理意義是 質(zhì)量是1kg的物體受到的重力是11.0N .
(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?
考點(diǎn)： 質(zhì)量及其特性;重力.
專題： 質(zhì)量及其測(cè)量;重力、彈力、摩擦力.
分析： (1)質(zhì)量是物體本身的固有屬性，與物體所處的位置無關(guān);物體由于受到星球的吸引而受到的力是重力，隨星球吸引力的不同，物體受到的重力不同;
(2)分析表中數(shù)據(jù)，可知物體在哪個(gè)星球上受到的重力最大;根據(jù)對(duì)g物理量意義的掌握分析答題;
(3)宇航員的最大舉力是不變的，根據(jù)宇航員在地球上舉起的物體，求出宇航員的舉力，然后求出他 在火星上能舉起的物體質(zhì)量.
解答： 解：(1)質(zhì)量是物體的固有屬性，不隨物體所處位置的改變而變化，同一個(gè)物體放在不同星球上，質(zhì)量不改變;由表中數(shù)據(jù)可知，物體在不同的星球上受到的重力改變;
(3)由表中數(shù)據(jù) 可知，同一物體在木星上受到的重力最大;
海王星上g=11.0N/kg，它表示的物理意義是：質(zhì)量是1kg的物體受到的重力是11.0N;
(3)在地球上100kg的物體受到的重力為100kg×9.80N/kg=980N，舉起重物時(shí)，
宇航員對(duì)物體的支持力等于物體重力，則該宇航員的最大舉力F=980N;
它在火星上能舉起的最大物體質(zhì)量m= = = ≈260.6kg.
故答案為：(1)不改變;改變;
(2)木;質(zhì)量是1kg的物體受到的重力是11.0N;
(3)該宇航員在火星上最多能舉起260.6kg的物體.
點(diǎn)評(píng)： 本題難度不大，知道物體質(zhì)量與重力間的關(guān)系、認(rèn)真分析表中數(shù)據(jù)，即可正確解題.
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 靜質(zhì)量 ，而 動(dòng)質(zhì)量 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 動(dòng)質(zhì)量 ，m0是指 靜質(zhì)量 ，c= 3×108m/s .
(3)在研究宏觀物體的運(yùn)動(dòng)情況時(shí)，由于v 遠(yuǎn)小于 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?
考點(diǎn)： 質(zhì)量及其特性.
專題： 質(zhì)量及其測(cè)量.
分析： (1)靜質(zhì)量指物體靜止時(shí)的質(zhì)量，不隨物體形狀、狀態(tài)、位置的變化而變化;
(2)動(dòng)質(zhì)量指物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量，與物體的運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)，會(huì)隨著物體的速度變化而變化.
(3)根據(jù)題干中提供的信息，確定公式m= 中各個(gè)符合所代表的物理量.
(4)根據(jù)公式m= ，就可以計(jì)算出物體的動(dòng)質(zhì)量.
解答： 解：(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)量是指物體的靜質(zhì)量，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;
(2)根據(jù)愛因斯坦的理論，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，c=3×108m/s);
(3)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)量相差甚微，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).
(4)將m0=100kg，V=2.4×108m/s代入公式m= 得，m=167kg;由計(jì)算結(jié)果可知：當(dāng)物體速度接近光速時(shí)，其動(dòng)質(zhì)量顯著大于靜質(zhì)量，其質(zhì)量隨速度而改變就不可忽視了.
故答案為：(1)靜質(zhì)量、動(dòng)質(zhì)量;
(2)動(dòng)質(zhì)量、靜質(zhì)量;3×108m/s;
(3)遠(yuǎn)小于;
(4)動(dòng)質(zhì)量為167kg;當(dāng)物體速度接近光速時(shí)，其動(dòng)質(zhì)量顯著大于靜質(zhì)量，其質(zhì)量隨速度而改變就不可忽視了.
點(diǎn)評(píng)： 對(duì)于信息給予題，一般提供的都是課本上沒有的知識(shí)，重點(diǎn)考查學(xué)生的理解分析能力和融匯貫通能力
，我們將會(huì)及時(shí)處理。
