第十九章 全國高中生物理競(jìng)賽
“學(xué)習(xí)20小時(shí),?每天,?”
對(duì)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?!?p> 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,?!眳蝿傉f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,?!?p> “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?!?p> “也是哈,,哎呀,真是教書的時(shí)間久了,,什么小怪物都能見著,?!?p> “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?!眳潜簏c(diǎn)點(diǎn)頭,。
“那好,跟我來,,我給你看點(diǎn)好東西,。”
“???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,?!?p> 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(duì)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?!?p> 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(cè)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(cè)器沿飛船原運(yùn)動(dòng)方向射出,,并使探測(cè)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(cè)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(cè)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,。
?。?)求飛船在軌道Ⅰ運(yùn)動(dòng)的速度大小,;
?。?)若規(guī)定兩質(zhì)點(diǎn)相距無限遠(yuǎn)時(shí)引力勢(shì)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(shì)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(shì)能之和保持不變,,探測(cè)器被射出后的運(yùn)動(dòng)過程中,其動(dòng)能和引力勢(shì)能之和也保持不變,。
?、偾筇綔y(cè)器剛離開飛船時(shí)的速度大小,;
?、谝阎w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(cè)器的運(yùn)動(dòng)過程,,飛船與探測(cè)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?!?p> 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(cè)器質(zhì)量為m’,,當(dāng)飛船與探測(cè)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(duì)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(shì)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(shì)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(shì)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?!?p> 想到這吳斌不自覺的點(diǎn)點(diǎn)頭,,繼續(xù)往下寫。
?。╩+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(duì),,分?jǐn)?shù)全拿,可以??!”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(jìng)賽應(yīng)該也沒問題了,?!?p> “競(jìng)賽?”吳斌一愣,。
“對(duì),,全國高中生物理競(jìng)賽!”
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PS:題目里有些符號(hào)不太好打……就代替了一下,。