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學(xué)霸的星辰大海 正文 第十九章 全國高中生物理競賽

作者/眉語目笑 看小說文學(xué)作品上精彩東方文學(xué) http://www.nuodawy.com ,就這么定了!
    “學(xué)習(xí)20小時(shí)?每天?”

    對于吳斌這個(gè)回答,呂剛拿出一塊手帕擦了擦腦門上的虛汗,又問:“你是說這20小時(shí),都是有效學(xué)習(xí)時(shí)間?”

    “應(yīng)該算是吧。”

    吳斌也沒打算把話說太滿,害怕遇上像蔡國平那樣會(huì)刨根問底的。

    “如果你真能做到,可不是一般的厲害,我還想著你能有什么學(xué)習(xí)心得能普及一下呢。”呂剛說完思考了一下,“不過你能這么學(xué)的話,應(yīng)該是明白物理的樂趣了吧?”

    “是的,我覺的物理非常有意思!”吳斌回答的很肯定啊。

    “哈哈哈,是這道理了,那你繼續(xù)加油,說不定又是個(gè)985苗子。”

    “謝謝呂老師。”

    “嗯,那謝謝你回答老師的問題了,回教室去吧。”

    等吳斌離開辦公室,呂剛走到余旭光辦公桌旁邊問:“你覺的20小時(shí)都是有效學(xué)習(xí)時(shí)間有可能嗎?”

    “這我還真不知道,我讀書那會(huì)兒也沒這么拼過,畢竟打球捉蟲什么的都沒拉下。”余旭光搖搖頭。

    “一個(gè)月從0分到滿分嗎……好像也只有這么拼才能做到了。”

    “這話可不是這么說,七八十分的可以努力出來,滿分可就沒這么容易了。”

    “也是哈,哎呀,真是教書的時(shí)間久了,什么小怪物都能見著。”

    “誰說不是呢。”

    兩人說完相視一笑,感慨了起來。

    ……

    走在回教室路上的吳斌還在繼續(xù)糾結(jié)到底是看化學(xué)還是三角函數(shù),就被站在班級(jí)門口的蔡國平給叫住了。

    “和余老師談完了?”

    “嗯,談完了。”吳斌點(diǎn)點(diǎn)頭。

    “那好,跟我來,我給你看點(diǎn)好東西。”

    “啊?老師要不晚點(diǎn)吧……”

    吳斌現(xiàn)在非常難受,因?yàn)樗呀?jīng)快有將近一個(gè)小時(shí)沒學(xué)習(xí)了!

    “晚什么晚,趕緊來,保證你喜歡。”

    蔡國平說完就拽著吳斌往辦公室走。

    一進(jìn)辦公室,吳斌立馬就感覺被一道犀利的眼光給瞪了一下,不用看他也知道是來自他們班主任陳芳的。

    原因嘛……他自己當(dāng)然也明白,雖然他經(jīng)常抽空背背單詞什么的,但和物理數(shù)學(xué)比起來英語上投入的時(shí)間還是太少,這次考試能有個(gè)五六十分估計(jì)都算是他閱讀題全選B的策略做對了。

    跟著蔡國平走到他辦公桌旁,吳斌就看到蔡國平將一張卷子遞到了他面前,并遞給了他一支筆。

    “來,做做看。”

    一看到卷子,吳斌的心情立馬好了不少,接過蔡國平遞過來的筆就看起了題。

    有人設(shè)想:可以在飛船從運(yùn)行軌道進(jìn)入返回地球程序時(shí),借飛船需要減速的機(jī)會(huì),發(fā)射一個(gè)小型太空探測器,從而達(dá)到節(jié)能的目的。如圖所示,飛船在圓軌道Ⅰ上繞地球飛行,其軌道半徑為地球半徑的k倍(k大于1)。當(dāng)飛船通過軌道Ⅰ的A點(diǎn)時(shí),飛船上的發(fā)射裝置短暫工作,將探測器沿飛船原運(yùn)動(dòng)方向射出,并使探測器恰能完全脫離地球的引力范圍,即到達(dá)距地球無限遠(yuǎn)時(shí)的速度恰好為零,而飛船在發(fā)射探測器后沿橢圓軌道Ⅱ向前運(yùn)動(dòng),其近地點(diǎn)B到地心的距離近似為地球半徑R。以上過程中飛船和探測器的質(zhì)量均可視為不變。已知地球表面的重力加速度為g。

    (1)求飛船在軌道Ⅰ運(yùn)動(dòng)的速度大小;

    (2)若規(guī)定兩質(zhì)點(diǎn)相距無限遠(yuǎn)時(shí)引力勢能為零,則質(zhì)量分別為M、m的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)相距為r時(shí)的引力勢能Ep=r分之GMm,式中G為引力常量。在飛船沿軌道Ⅰ和軌道Ⅱ的運(yùn)動(dòng)過程,其動(dòng)能和引力勢能之和保持不變,探測器被射出后的運(yùn)動(dòng)過程中,其動(dòng)能和引力勢能之和也保持不變。

    ①求探測器剛離開飛船時(shí)的速度大小;

    ②已知飛船沿軌道Ⅱ運(yùn)動(dòng)過程中,通過A點(diǎn)與B點(diǎn)的速度大小與這兩點(diǎn)到地心的距離成反比。根據(jù)計(jì)算結(jié)果說明為實(shí)現(xiàn)上述飛船和探測器的運(yùn)動(dòng)過程,飛船與探測器的質(zhì)量之比應(yīng)滿足什么條件。

    題目下面畫著的時(shí)候飛船返回地球的圖。

    ‘這題,有點(diǎn)意思。’

    拿著筆的吳斌兩眼發(fā)光。

    第一問沒什么難度,很簡單的兩方程聯(lián)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(shè)地球質(zhì)量為M,飛船質(zhì)量為m,探測器質(zhì)量為m’,當(dāng)飛船與探測器一起繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度為vo

    根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律有(kR)2分之GM(m+m’)(m+m')kR分之vo2

    對于地面附近的質(zhì)量為mo的物體有mog=GMmo/R2

    解得:vo=根號(hào)k分之gR

    第一問是很簡單,但這第二問就有點(diǎn)意思了,題目給出了一個(gè)引力勢能的式子,里面小坑相當(dāng)多,總之先不要慌,不要想為啥是無限遠(yuǎn),為啥引力勢能帶負(fù)號(hào),這都是做完再想的事。

    首先很明顯,這里動(dòng)能勢能和不變,機(jī)械能守恒的表達(dá)式是Ek+Ep=0

    所以就能把Ep帶代入進(jìn)去。

    得到

    2分之1mv2-kR分之GMm=0

    就解得:V’=根號(hào)kR分之2GM=根號(hào)2vo=根號(hào)k分之2gR

    第二問②繼續(xù)來,首先題目給了個(gè)條件(實(shí)質(zhì)是開普勒第二定律)

    即RvB=kRVA

    一般來說,寫上這一步應(yīng)該就有一分了。

    然后很顯然在AB兩點(diǎn)有機(jī)械守恒。

    2分之1mvB2-R分之GMm=2分之1mvA2-KR分之GMm

    算到這吳斌發(fā)現(xiàn)這里并沒有另外一個(gè)質(zhì)量。

    ‘嗯……遇事不決列方程!’

    ‘能溝通這兩個(gè)質(zhì)量的方程,只有動(dòng)量守恒方程了吧。’

    想到這吳斌不自覺的點(diǎn)點(diǎn)頭,繼續(xù)往下寫。

    (m+m’)vo=mvA+m'v'

    最后因飛船通過A點(diǎn)與B點(diǎn)的速度大笑與這兩點(diǎn)到地心的距離成反比,即RvB=kRvA

    解得:m'分之m=1-根號(hào)k+1分之2分之根號(hào)2-1

    “呼……”

    吳斌吐了口氣將筆放了下來。

    “嗯,步驟都對,分?jǐn)?shù)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,既然你能這么輕松就解出這道題,去參加競賽應(yīng)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:題目里有些符號(hào)不太好打……就代替了一下。

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