解题思路:(1)两船都做初速度为0的匀加速直线运动,分别对甲、乙两船受力分析,求出加速度,结合位移时间公式求解;(2)根据万有引力提供向心力,即可列式求解.
(1)甲、乙的加速度分别为
a1=[F−f
m1=
100−20/400]=0.2m/s2
a2=[F−f
m2=
100−20/200]=0.4m/s2
由位移时间公式
[1/2]a1t2+[1/2]a2t2=L
解得
t=
2L
a1+a2=10
2s
碰撞前甲、乙的速度分别为
v1=a1t=0.2×10
2=2
2m/s
v2=a2t=0.4×10
2=4
2m/s
两船撞到一起后不分开,由动量守恒定律
m1v1-m2v2=(m1+m2)v
解得 v=0
故答案为:10
2,0.
(2)人造卫星的万有引力提供向心力
F引=F向
G
Mm
(R+h)2=m
v2
R+h=ma向
解得
h=[GM
v2−R
a向=
v4/GM]
由于甲的线速度较大,因而甲的轨道半径较低,加速度较大;
故答案为:小于,大于.
点评:
本题考点: 万有引力定律及其应用;匀变速直线运动的位移与时间的关系;牛顿第二定律;牛顿第三定律;用动量守恒定律定量分析一维碰撞问题.
考点点评: 选做题通常难度不大,第一问关键要对物体进行运动分析和受力分析,第二问关键根据万有引力提供向心力列式求解.