2018年清华大学自主招生物理试题

发布时间：2023-03-26 02:53:44



2018年清华大学自主招生物理试题(总5页
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2018年清华大学自主招生物理试题
1.如图所示的传送带装置，与水平面的夹角为，，且���==0.75。传送带的速度为==4m/s，摩擦系数为==0.8，将一个质量==4kg的小物块轻轻的放置在装置的底部，已知传送带装置的底部到顶部之间的距离==20m。（本题重力加速度==10m/s）（1）求物块从传送带底部运动到顶部的时间；；（2）求此过程中传送带对物块所做的功。
2
1【解答】
（1）如图做受力分析。垂直斜面方向受力平衡：==�����==4�//5则摩擦力11为：11=�==5/4×4�//5=�
平行斜面方向做匀加速运动：�==11−�����==�−−3�//5=2�//5则==25==4m/s2，且方向沿传送带向上
运动到物块速度与传送带速度相同时经过的时间为：11=//==1s运动的距离为：11=�22/2=2m。
剩下的距离为22=−−11=18m，之后物块与传送带一起作匀速运动，则22=22/==4.5s故==11+22=5.5s
（2）法一：由第一问可知，在物块加速过程中摩擦力为11=�==40N此时摩擦力对物块做功11=1111112/2=80J匀速过程中摩擦力满足：22=�����=35�=24N则传送带做功22=2222=432J则总做功=11+22=512J
（注：若是求传送带做功，则需考虑内能的变化，此时11=111111=160J，22不变，总功为=11+22=592J）
法二：用功能原理，传送带对物块所做的功为物块获得的机械能（动能与重力势能）则：
=�22/2+������=512J

2.已知地球的半径为，，地球附近的重力加速度为。。一天的时间为。。已知在万有引力作用下的势能公式为�=−��//，其中为为地球的质量，为为卫星到地心的距离。（1）求同步卫星环绕地球的飞行速度；；
（2）求从地球表面发射同步轨道卫星时的速度00至少为多少。2.【解答】
（1）在地面上，有（黄金代换）：mgGMm---------①2R2

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