第十九章 全國高中生物理競賽

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    “學習20小時?每天?”

    對於吳斌這個回答,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,都是有效學習時間?”

    “應該算是吧。”

    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,我還想著你能有什麽學習心得能普及一下呢。”呂剛說完思考了一下,“不過你能這麽學的話,應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,那你繼續加油,說不定又是個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,呂剛走到餘旭光辦公桌旁邊問:“你覺的20小時都是有效學習時間有可能嗎?”

    “這我還真不知道,我讀書那會兒也沒這麽拚過,畢竟打球捉蟲什麽的都沒拉下。”餘旭光搖搖頭。

    “一個月從0分到滿分嗎……好像也隻有這麽拚才能做到了。”

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

    “也是哈,哎呀,真是教書的時間久了,什麽小怪物都能見著。”

    “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糾結到底是看化學還是三角函數,就被站在班級門口的蔡國平給叫住了。

    “和餘老師談完了?”

    “嗯,談完了。”吳斌點點頭。

    “那好,跟我來,我給你看點好東西。”

    “啊?老師要不晚點吧……”

    吳斌現在非常難受,因為他已經快有將近一個小時沒學習了!

    “晚什麽晚,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……他自己當然也明白,雖然他經常抽空背背單詞什麽的,但和物理數學比起來英語上投入的時間還是太少,這次考試能有個五六十分估計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麵前,並遞給了他一支筆。

    “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。

    有人設想:可以在飛船從運行軌道進入返回地球程序時,借飛船需要減速的機會,發射一個小型太空探測器,從而達到節能的目的。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大於1)。當飛船通過軌道Ⅰ的A點時,飛船上的發射裝置短暫工作,將探測器沿飛船原運動方向射出,並使探測器恰能完全脫離地球的引力範圍,即到達距地球無限遠時的速度恰好為零,而飛船在發射探測器後沿橢圓軌道Ⅱ向前運動,其近地點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量均可視為不變。已知地球表麵的重力加速度為g。

    (1)求飛船在軌道Ⅰ運動的速度大小;

    (2)若規定兩質點相距無限遠時引力勢能為零,則質量分別為M、m的兩個質點相距為r時的引力勢能Ep=r分之GMm,式中G為引力常量。在飛船沿軌道Ⅰ和軌道Ⅱ的運動過程,其動能和引力勢能之和保持不變,探測器被射出後的運動過程中,其動能和引力勢能之和也保持不變。

    ①求探測器剛離開飛船時的速度大小;

    ②已知飛船沿軌道Ⅱ運動過程中,通過A點與B點的速度大小與這兩點到地心的距離成反比。根據計算結果說明為實現上述飛船和探測器的運動過程,飛船與探測器的質量之比應滿足什麽條件。

    題目下麵畫著的時候飛船返回地球的圖。

    ‘這題,有點意思。’

    拿著筆的吳斌兩眼發光。

    第一問沒什麽難度,很簡單的兩方程聯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:設地球質量為M,飛船質量為m,探測器質量為m’,當飛船與探測器一起繞地球做圓周運動時的速度為vo

    根據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

    對於地麵附近的質量為mo的物體有mog=GMmo/R2

    解得:vo=根號k分之gR

    第一問是很簡單,但這第二問就有點意思了,題目給出了一個引力勢能的式子,裏麵小坑相當多,總之先不要慌,不要想為啥是無限遠,為啥引力勢能帶負號,這都是做完再想的事。

    首先很明顯,這裏動能勢能和不變,機械能守恒的表達式是Ek+Ep=0

    所以就能把Ep帶代入進去。

    得到

    2分之1mv2-kR分之GMm=0

    就解得:V’=根號kR分之2GM=根號2vo=根號k分之2gR

    第二問②繼續來,首先題目給了個條件(實質是開普勒第二定律)

    即RvB=kRVA

    一般來說,寫上這一步應該就有一分了。

    然後很顯然在AB兩點有機械守恒。

    2分之1mvB2-R分之GMm=2分之1mvA2-KR分之GMm

    算到這吳斌發現這裏並沒有另外一個質量。

    ‘嗯……遇事不決列方程!’

    ‘能溝通這兩個質量的方程,隻有動量守恒方程了吧。’

    想到這吳斌不自覺的點點頭,繼續往下寫。

    (m+m’)vo=mvA+m'v'

    最後因飛船通過A點與B點的速度大笑與這兩點到地心的距離成反比,即RvB=kRvA

    解得:m'分之m=1-根號k+1分之2分之根號2-1

    “呼……”

    吳斌吐了口氣將筆放了下來。

    “嗯,步驟都對,分數全拿,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,既然你能這麽輕鬆就解出這道題,去參加競賽應該也沒問題了。”

    “競賽?”吳斌一愣。

    “對,全國高中生物理競賽!”

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    PS:題目裏有些符號不太好打……就代替了一下。(m.101novel.com)