三.解答题(共3小题)

　　18.阅读以下材料，回答问题.

　　2008年9月25日，我国成功发射了“神舟七号”飞船，并且首次实现了我国航天员太空行走的愿望.如图1所示，是我国航天员翟志刚出舱时的英姿，出舱的航天员与轨道舱之间需要系上一根安全系绳.当航天员意外漂离轨道舱时，可拉着绳子返回轨道舱.2008年9月28日“神舟七号”载人飞船完成各项任务后，在返回的过程中，返回舱进入大气层将通过一段黑障区(所谓黑障区就是航天器返回舱返回大气层时，因表面超高速摩擦形成高温等离子区导致无线电信号衰减至中断的飞行区段)，这一段时间飞船将“烧成”一个大火球，如图2所示，而飞船内的宇航员和设备则安然无恙，因为飞船外壳上的烧蚀层先熔化后汽化，从而吸收了大量的热保护了飞船.

　　(1)航天员在太空上的质量与在地球上相比　不变　.(选填“变大”、“不变”或“变小”)

　　(2)出舱的航天员与轨道舱之间需要系上一根安全系绳.当航天员意外漂离轨道舱时，可拉着绳子返回轨道舱.这利用了物体间力的作用是　相互　的和力可以改变物体的　运动状态　.

　　(3)航天器返回舱返回大气层时，飞船将“烧成”一个大火球，是将机械能转化为　内能　.

　　考点： 质量及其特性;力的作用效果;力作用的相互性;做功改变物体内能.

　　专题： 分子热运动、内能;质量及其测量;运动和力.

　　分析： (1)质量是物体所含物质的多少，决定于物质的多少，与物体位置没有关系;

　　(2)力是物体对物体的作用，物体之间力的作用是相互的，一个物体对另一个物体施加力的作用的同时，受到另一个物体的反作用力;

　　力的作用效果有二 ：改变物体的运动状态，改变物体的形状;

　　(3)改变内能有两种方式：做功和热传递.外界对物体做功，改变内能的本质是机械能转化为内能.

　　解答： 解：

　　(1)航天员从地球到达太空，位置发生变化，但其质量与位置无关，所以不变;

　　(2)出舱的航天员与轨道舱之间需要系上一根安全系绳.当航天员意外漂离轨道舱时，拉动绳子对绳子产生作用力，由于力的作用是相互的，绳子对航天员产生反作用力，从而可以返回轨道舱;在力的作用下，航天员的状态发生变化，说明力可以改变物体的运动状态;

　　(3)航天器返回舱返回大气层时，与大气层发生剧烈摩擦，飞船将“烧成”一个大火球，是将机械能转化为内能.

　　故答案为：(1)不变;(2)相互;运动状态;(3)内能.

　　点评： 此题以神州九号与天宫一号对接为素材，考查了质量的特点、力的作用相互性及作用效果、机械能与内能的转化，体现了物理规律与科技前沿的密切联系.

　　19.跟地球一样，在其他所有星球上，物体也会由于星球对它的吸引而受到指向该星球球心的力.如果我们把这些力也叫重力的话，那么，物体在某星球上受到的重力不仅跟物体本身的质量有关，还跟该星球的质量、半径等因素有关.由于不同的星球质量和半径各不相同，所以，同一个物体在不同星球上受到的重力并不相同.下表列出的是质量为1kg的物体，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

　　请回答下列问题：

　　(1)同一个物体放在不同星球上，质量　不改变　，重力　改变　;(填“改变”、“不改变”)

　　(2)由上表可知，同一物体放在　木　星受到的重力最大，海王星上g=　11N/kg　，它表示的物理意义是　质量是1kg的物体受到的重力是11.0N　.

　　(3)一宇航员质量为72kg，这个宇航员在地球上最多能举起100kg的物体，若宇航员到达火星上，那么他在火星上最多能举起多大质量的物体?

　　考点： 质量及其特性;重力.

　　专题： 质量及其测量;重力、弹力、摩擦力.

　　分析： (1)质量是物体本身的固有属性，与物体所处的位置无关;物体由于受到星球的吸引而受到的力是重力，随星球吸引力的不同，物体受到的重力不同;

　　(2)分析表中数据，可知物体在哪个星球上受到的重力最大;根据对g物理量意义的掌握分析答题;

　　(3)宇航员的最大举力是不变的，根据宇航员在地球上举起的物体，求出宇航员的举力，然后求出他 在火星上能举起的物体质量.

　　解答： 解：(1)质量是物体的固有属性，不随物体所处位置的改变而变化，同一个物体放在不同星球上，质量不改变;由表中数据可知，物体在不同的星球上受到的重力改变;

　　(3)由表中数据 可知，同一物体在木星上受到的重力最大;

　　海王星上g=11.0N/kg，它表示的物理意义是：质量是1kg的物体受到的重力是11.0N;

　　(3)在地球上100kg的物体受到的重力为100kg×9.80N/kg=980N，举起重物时，

　　宇航员对物体的支持力等于物体重力，则该宇航员的最大举力F=980N;

　　它在火星上能举起的最大物体质量m= = = ≈260.6kg.

　　故答案为：(1)不改变;改变;

　　(2)木;质量是1kg的物体受到的重力是11.0N;

　　(3)该宇航员在火星上最多能举起260.6kg的物体.

　　点评： 本题难度不大，知道物体质量与重力间的关系、认真分析表中数据，即可正确解题.

　　20.物体的质量真的会不变吗?

　　在现有的物理知识的基础上，同学们会肯定地认为物体的质量是不会随形状、位置、状态的改变而改变的，物体的质量是常数.这个认识并没有错，但这是对静止的物体的质量而言.如果对运动的物体而氧物体的质量是否还是始终不变呢?根据爱因斯坦的“相对论”，运动的物体的质量会随它的运动速度而改变，他的理论是：设一个物体静止时的质量为m0(又称为静质量)，当它以速度v运动时的质量为m(又称为动质量)，则动质量与静质量及其速度的关系遵循以下规律：m= (其中c为光速)，根据以上公式我们可以计算出：一个静质量m0=1kg的物体，当它以v1=300m/s和v2=15×104km/s运动时，其动质量分别为：m1=1.0000000000005kg　　m2=1.15kg，由此可知，物体的动质量比静质量大，且物体的运动速度越大，其动质量越大.从m1值可看出，在低速(相对光速而言)范围内，物体的动质量与静质量相关甚微，其差值可以忽略不计，因此在低速范围内研究宏观物体的运动情况时，可以认为物体的质量是不变的，是常数.但在微观世界里，由于电子、质子等基本粒子的静质量都很小，而其运动速度又很容易接近光速，这时它们的质量随速度的改变就不可忽视，关于这样的问题，同学们将来有机会学习爱因斯坦的”相对论”力学知识时，就会进一步深入理解.请根据刚才的阅读，回答下列问题：

　　(1)我们认为物体的质量是不会随形状、位置、状态的改变而改变，其质量是指物体的　静质量　，而　动质量　会随物体的运动速度而改变.

　　(2)根据爱因斯坦的理论，物体两种质量及其速度的关系遵循的规律是：m= (其中c为光速)，其中m是指　动质量　，m0是指　静质量　，c=　3×108m/s　.

　　(3)在研究宏观物体的运动情况时，由于v　远小于　c，故可以认为物体的质量不变，是常数.

　　(4)设m0=100kg，当它以2.4×108m/s的速度运动时，求其动质量，并分析结果，你可得到一个什么结论?

　　考点： 质量及其特性.

　　专题： 质量及其测量.

　　分析： (1)静质量指物体静止时的质量，不随物体形状、状态、位置的变化而变化;

　　(2)动质量指物体运动时的质量，与物体的运动速度有关，会随着物体的速度变化而变化.

　　(3)根据题干中提供的信息，确定公式m= 中各个符合所代表的物理量.

　　(4)根据公式m= ，就可以计算出物体的动质量.

　　解答： 解：(1)我们认为物体的质量是不会随形状、位置、状态的改变而改变，其质量是指物体的静质量，运动的物体的质量会随它的运动速度而改变;

　　(2)根据爱因斯坦的理论，设一个物体静止时的质量为m0(又称为静质量)，当它以速度v运动时的质量为m(又称为动质量)，则动质量与静质量及其速度的关系遵循以下规律：m= (其中c为光速，c=3×108m/s);

　　(3)在低速(相对光速而言)范围内，物体的动质量与静质量相差甚微，其差值可以忽略不计，因此在低速范围内研究宏观物体的运动情况时，可以认为物体的质量是不变的，是常数.

　　(4)将m0=100kg，V=2.4×108m/s代入公式m= 得，m=167kg;由计算结果可知：当物体速度接近光速时，其动质量显著大于静质量，其质量随速度而改变就不可忽视了.

　　故答案为：(1)静质量、动质量;

　　(2)动质量、静质量;3×108m/s;

　　(3)远小于;

　　(4)动质量为167kg;当物体速度接近光速时，其动质量显著大于静质量，其质量随速度而改变就不可忽视了.

　　点评： 对于信息给予题，一般提供的都是课本上没有的知识，重点考查学生的理解分析能力和融汇贯通能力