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1、物理必修二 典型習(xí)題匯編一選擇題(共18小題)1如圖所示,小物體A與圓盤保持相對(duì)靜止,跟著圓盤一起作勻速圓周運(yùn)動(dòng),則A的受力情況正確的是()A受重力、支持力B受重力、支持力和指向圓心的摩擦力C受重力、支持力、向心力、摩擦力D向心力、摩擦力2關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是()A由于,所以線速度大的物體的向心加速度大B勻速圓周運(yùn)動(dòng)中物體的周期保持不變C勻速圓周運(yùn)動(dòng)中物體的速度保持不變D勻速圓周運(yùn)動(dòng)中物體的向心加速度保持不變3如圖所示,甲、乙、丙三個(gè)輪子依靠摩擦傳動(dòng),相互之間不打滑,其半徑分別為r1、r2、r3若甲、乙、丙三個(gè)輪的角速度依次為1、2、3,則三個(gè)輪的角速度大小關(guān)系是()A1=2=3
2、B123C123D2134圖中所示為一皮帶傳動(dòng)裝置,右輪的半徑為r,a是它邊緣上的一點(diǎn)左側(cè)是一輪軸,大輪的半徑為4r,小輪的半徑為2rb點(diǎn)在小輪上,到小輪中心的距離為rc點(diǎn)和d點(diǎn)分別位于小輪和大輪的邊緣上若在傳動(dòng)過程中,皮帶不打滑則()Ac點(diǎn)與d點(diǎn)的角速度大小相等Ba點(diǎn)與b點(diǎn)的角速度大小相等Ca點(diǎn)與c點(diǎn)的線速度大小相等Da點(diǎn)與c點(diǎn)的向心加速度大小相等5A、B兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng),在相等時(shí)間內(nèi)通過的弧長(zhǎng)之比SA:SB=4:3,轉(zhuǎn)過的圓心角之比A:B=3:2則下列說法中正確的是()A它們的線速度之比vA:vB=4:3B它們的角速度之比A:B=2:3C它們的周期之比TA:TB=3:2D它們的向
3、心加速度之比aA:aB=3:26如圖所示,小球從傾斜軌道上由靜止釋放,經(jīng)平直部分沖上圓弧部分的最高點(diǎn)A時(shí),對(duì)圓弧的壓力大小為mg,已知圓弧的半徑為R,整個(gè)軌道光滑則()A在最高點(diǎn)A,小球受重力和向心力的作用B在最高點(diǎn)A,小球的速度為C在最高點(diǎn)A,小球的向心加速度為gD小球的釋放點(diǎn)比A點(diǎn)高為R7鐵路在彎道處的內(nèi)外軌道高低是不同的,已知內(nèi)外軌道對(duì)水平面傾角為(如圖),彎道處的圓弧半徑為R,若質(zhì)量為m的火車轉(zhuǎn)彎時(shí)速度小于,則()A內(nèi)軌對(duì)內(nèi)側(cè)車輪輪緣有擠壓B這時(shí)鐵軌對(duì)火車的支持力大于C外軌對(duì)外側(cè)車輪輪緣有擠壓D這時(shí)鐵軌對(duì)火車的支持力小于8如圖所示為某行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌跡示意圖,其中P、Q兩點(diǎn)是橢圓軌跡
4、的兩個(gè)焦點(diǎn),若太陽(yáng)位于圖中P點(diǎn),則關(guān)于行星在A、B兩點(diǎn)速度的大小關(guān)系正確的是()AvAvBBvAvBCvA=vBD無法確定92009年5月,航天飛機(jī)在完成對(duì)哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的維修任務(wù)后,在A點(diǎn)從圓形軌道進(jìn)入橢圓軌道,B為軌道上的一點(diǎn),如圖,則下列關(guān)于航天飛機(jī)的運(yùn)動(dòng),下列說法中正確的有()A在軌道上經(jīng)過A的速度小于經(jīng)過B的速度B在軌道上經(jīng)過A的速度大于在軌道上經(jīng)過A的速度C在軌道上運(yùn)動(dòng)的周期小于在軌道上運(yùn)動(dòng)的周期D在軌道上經(jīng)過A的加速度小于在軌道上經(jīng)過A的加速度10要使兩物體間的萬有引力減小到原來的,下列辦法不可采用的是()A使兩物體的質(zhì)量各減少一半,距離不變B使其中一個(gè)物體的質(zhì)量減小到原來的,距
5、離不變C使兩物體間的距離增為原來的2倍,質(zhì)量不變D使兩物體間的距離和質(zhì)量都減為原來的11舉世矚目的“神舟”七號(hào)航天飛船的成功發(fā)射和順利返回,顯示了我國(guó)航天事業(yè)取得巨大成就已知地球的質(zhì)量為M,引力常量為G,設(shè)飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r,則飛船在圓軌道上運(yùn)行的速率為()ABCD12不可回收的航天器在用后,將成為太空垃圾,如圖是漂浮在地球附近的太空垃圾示意圖,下列說法中正確的是()A離地越低的太空垃圾運(yùn)行的向心加速度一定越大B離地越低的太空垃圾受到的地球的萬有引力一定越大C由公式v=得,離地越高的太空垃圾運(yùn)行速率越大D太空垃圾可能跟同一軌道上同向飛行的航于器相撞13己知地球半徑為R,靜置
6、于赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a;地球同步衛(wèi)星作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r,向心加速度大小為a0,引力常量為G,以下結(jié)論正確的是()A地球質(zhì)量M=B地球質(zhì)量C向心加速度之比D向心加速度之比142016年10月19日,“神舟十一號(hào)”飛船與“天宮二號(hào)”成功實(shí)現(xiàn)交會(huì)對(duì)接,下列說法正確的是()A“神舟十一號(hào)”先到達(dá)“天宮二號(hào)”相同的軌道然后加速對(duì)接B“神舟十一號(hào)”先到達(dá)“天宮二號(hào)”相同的軌道然后減速對(duì)接C“神舟十一號(hào)”先到達(dá)比“天宮二號(hào)”的軌道半徑大的軌道然后加速對(duì)接D“神舟十一號(hào)”先到達(dá)比“天宮二號(hào)”的軌道半徑小的軌道然后加速對(duì)接15一物體置于光滑水平面上,受互相垂直的水平力F1、F2作用,
7、經(jīng)一段位移,F(xiàn)1做功為6J,F(xiàn)2做功為8J,則F1、F2的合力做功為()A14JB10JC2JD2J16設(shè)飛機(jī)飛行中所受阻力與其速度的平方成正比,若飛機(jī)以速度v飛行,其發(fā)動(dòng)機(jī)功率為P,則飛機(jī)以3v勻速飛行時(shí),其發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為()A3PB9PC27PD無法確定17如圖所示,物體在恒定拉力F的作用下沿水平面做勻速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)速度為v,拉力F斜向上與水平面夾角為,則拉力F的功率可以表示為()AFvBFvcosCFvsinD18如圖所示,運(yùn)動(dòng)員把質(zhì)量為m的足球從水平地面踢出,足球在空中達(dá)到的最大高度為h,在最高點(diǎn)時(shí)的速度為 v,不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g,則運(yùn)動(dòng)員踢球時(shí)對(duì)足球做的功為()Amv2B
8、mghCmgh+mv2Dmgh+mv2二計(jì)算題(共2小題)19如圖所示一質(zhì)量m=0.1kg的小球靜止于桌子邊緣A點(diǎn),其右方有底面半徑r=0.2m的轉(zhuǎn)筒,轉(zhuǎn)筒頂端與A等高,筒底端左側(cè)有一小孔,距頂端h=0.8m開始時(shí)A、小孔以及轉(zhuǎn)筒的豎直軸線處于同一豎直平面內(nèi)現(xiàn)使小球以速度A=4m/s從A點(diǎn)水平飛出,同時(shí)轉(zhuǎn)筒立刻以某一角速度做勻速轉(zhuǎn)動(dòng),最終小球恰好進(jìn)入小孔取g=l0m/s2,不計(jì)空氣阻力(1)求轉(zhuǎn)筒軸線與A點(diǎn)的距離d;(2)求轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度20如圖為一個(gè)半徑r=5m的圓盤,繞其圓心O做順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)圓盤邊緣上的一點(diǎn)A處在如圖的位置的時(shí)候,在其圓心正上方h=20m的高度處有一小球正在向邊緣的
9、A點(diǎn)以一定的初速度水平拋出,小球正好落在A點(diǎn)求:(不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2)(1)小球的初速度為多少?(2)圓盤的最小角速度為多少?(3)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)周期的可能值?三解答題(共10小題)21如圖所示,質(zhì)量分別為m和M的兩個(gè)星球A和B在引力作用下都繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),星球A和B兩者中心之間的距離為L(zhǎng)已知A、B的中心和O三點(diǎn)始終共線,A和B分別在O的兩側(cè),引力常數(shù)為G(1)求兩星球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期;(2)在地月系統(tǒng)中,若忽略其它星球的影響,可以將月球和地球看成上述星球A和B,月球繞其軌道中心運(yùn)行的周期記為T1但在近似處理問題時(shí),常常認(rèn)為月球是繞地心做圓周運(yùn)動(dòng)的,這樣算得的運(yùn)行周期記為T2已知地
10、球和月球的質(zhì)量分別為5.98×1024 kg和7.35×1022 kg求T2與T1兩者平方之比(結(jié)果保留3位小數(shù))22假設(shè)某天你在一個(gè)半徑為R的星球上,手拿一只小球從離星球表面高h(yuǎn)處無初速釋放,測(cè)得小球經(jīng)時(shí)間t落地若忽略星球的自轉(zhuǎn)影響,不計(jì)一切阻力,萬有引力常量為G求:(1)該星球的質(zhì)量M;(2)在該星球上發(fā)射衛(wèi)星的第一宇宙速度大小v23兩顆衛(wèi)星在同一軌道平面繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),地球半徑為R,a衛(wèi)星離地面的高度等于R,b衛(wèi)星離地面高度為3R,則:(1)a、b兩衛(wèi)星周期之比Ta:Tb是多少?(2)若某時(shí)刻兩衛(wèi)星正好同時(shí)通過地面同一點(diǎn)的正上方,則a至少經(jīng)過多少個(gè)周期兩衛(wèi)星相距
11、最遠(yuǎn)?24小明從坡頂處以v0=6m/s的初速度沿直線坡道騎車到達(dá)坡底(此過程可視為勻變速直線運(yùn)動(dòng)),測(cè)得他到達(dá)坡底時(shí)的速度為v=10m/s,所用時(shí)間t=4s,坡頂與坡底的高度差h=10m,小明和車總質(zhì)量M=90kg重力加速度g取10m/s2(1)小明下坡時(shí)的加速度;(2)坡道的長(zhǎng)度;(3)此過程中小明和車所受重力做功的平均功率25為了研究過山車的原理,某興趣小組提出了下列設(shè)想:取一個(gè)與水平方向夾角為37°、長(zhǎng)為l=2.0m的粗糙傾斜軌道AB,通過水平軌道BC與半徑為R=0.2m的豎直圓軌道相連,出口為水平軌道DE,整個(gè)軌道除 AB 段以外都是光滑的其中AB 與BC 軌道以微小圓弧相接
12、,如圖所示一個(gè)質(zhì)量m=1kg小物塊以初速度v0=5.0m/s從A點(diǎn)沿傾斜軌道滑下,小物塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度vC=4.0m/s 取g=10m/s2,sin37°=0.60,cos37°=0.80(1)求小物塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)對(duì)圓軌道壓力的大??;(2)求小物塊從A到B運(yùn)動(dòng)過程中摩擦力所做的功;(3)為了使小物塊不離開軌道,并從軌道DE滑出,求豎直圓弧軌道的半徑應(yīng)滿足什么條件?26如圖所示,半徑R=0.40m的光滑半圓環(huán)軌道處于豎直平面內(nèi),半圓環(huán)與粗糙的水平地面相切于圓環(huán)的端點(diǎn)A一質(zhì)量m=0.10kg的小球,以初速度v0=7.0m/s在水平地面上向左作加速度a=3.0m/s2的勻減速直線運(yùn)
13、動(dòng),運(yùn)動(dòng)L=4.0m后,沖上豎直半圓環(huán),最后小球落在C點(diǎn)求:(1)物體運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)的速度大小vA(2)小球經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小FB(3)A、C間的距離d(取重力加速度g=10m/s2)27半徑為R,內(nèi)徑很小的光滑半圓管豎直放置,質(zhì)量為m的小球A以一定初速度進(jìn)入管內(nèi),通過最高點(diǎn)C時(shí)的速度大小為v,求:(1)A求進(jìn)入半圓管最低點(diǎn)時(shí)的速度v0的大?。唬?)小球落地點(diǎn)距半圓管最低點(diǎn)的水平距離28如圖所示,ABC為一細(xì)圓管構(gòu)成的圓軌道,固定在豎直平面內(nèi),軌道半徑為R(比細(xì)圓管的半徑大得多),OA水平,OC豎直,最低點(diǎn)為B,最高點(diǎn)為C,細(xì)圓管內(nèi)壁光滑在A點(diǎn)正上方某位置處有一質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點(diǎn)
14、)由靜止開始下落,剛好進(jìn)入細(xì)圓管內(nèi)運(yùn)動(dòng)已知細(xì)圓管的內(nèi)徑稍大于小球的直徑,不計(jì)空氣阻力(1)若小球剛好能到達(dá)軌道的最高點(diǎn)C,求小球經(jīng)過最低點(diǎn)B時(shí)軌道對(duì)小球的支持力大小;(2)若小球從C點(diǎn)水平飛出后恰好能落到A點(diǎn),求小球剛開始下落時(shí)離A點(diǎn)的高度為多大29如圖所示,AB是半徑為R的光滑圓弧軌道B點(diǎn)的切線在水平方向,且B點(diǎn)離水平地面高為h,有一物體(可視為質(zhì)點(diǎn))從A點(diǎn)靜止開始滑下,到達(dá)B點(diǎn)時(shí),對(duì)軌道的壓力為其所受重力的3倍(重力加速度為g)求:(1)物體運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度;(2)物體到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的加速度a1及剛離開B點(diǎn)時(shí)的加速度a2;(3)物體落地點(diǎn)到B點(diǎn)的距離s30如圖所示,質(zhì)量m=70kg的運(yùn)動(dòng)員以
15、10m/s的速度,從高h(yuǎn)=10m的滑雪場(chǎng)A點(diǎn)沿斜坡自由滑下,一切阻力可忽略不計(jì),以地面為零勢(shì)能面求:(1)運(yùn)動(dòng)員在A點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能;(2)運(yùn)動(dòng)員到達(dá)最低點(diǎn)B時(shí)的速度大??;(3)若運(yùn)動(dòng)員繼續(xù)沿斜坡向上運(yùn)動(dòng),他能到達(dá)的最大高度(g=10m/s2)物理必修二 典型習(xí)題匯編參考答案與試題解析一選擇題(共18小題)1(2017崇川區(qū)校級(jí)學(xué)業(yè)考試)如圖所示,小物體A與圓盤保持相對(duì)靜止,跟著圓盤一起作勻速圓周運(yùn)動(dòng),則A的受力情況正確的是()A受重力、支持力B受重力、支持力和指向圓心的摩擦力C受重力、支持力、向心力、摩擦力D向心力、摩擦力【分析】向心力是根據(jù)效果命名的力,只能由其它力的合力或者分力來充當(dāng),不是真
16、實(shí)存在的力,不能說物體受到向心力【解答】解:物體在水平面上,一定受到重力和支持力作用,物體在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,有背離圓心的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),因此受到指向圓心的靜摩擦力,且靜摩擦力提供向心力,故ACD錯(cuò)誤,B正確故選:B【點(diǎn)評(píng)】本題學(xué)生很容易錯(cuò)誤的認(rèn)為物體受到向心力作用,要明確向心力的特點(diǎn),同時(shí)受力分析時(shí)注意分析力先后順序,即受力分析步驟2(2016山東模擬)關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是()A由于,所以線速度大的物體的向心加速度大B勻速圓周運(yùn)動(dòng)中物體的周期保持不變C勻速圓周運(yùn)動(dòng)中物體的速度保持不變D勻速圓周運(yùn)動(dòng)中物體的向心加速度保持不變【分析】根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),不同情況的向心力的公式來逐個(gè)分析,在
17、分析時(shí)要注意,比較兩個(gè)量的關(guān)系時(shí),必須是在其它量不變的前提下【解答】解:A、由于,只有當(dāng)半徑r不變的前提下,才有線速度大的物體的向心加速度大,而半徑?jīng)]說是不變的,所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤B、既然是勻速圓周運(yùn)動(dòng)了,那么物體的速度的大小一定不變,同一個(gè)物體的勻速圓周運(yùn)動(dòng),半徑當(dāng)然也是不變的,由T=可知,周期保持不變,所以B選項(xiàng)正確C、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,它的速度的大小是不變的,但速度的方向時(shí)刻在變,所以C錯(cuò)誤D、勻速圓周運(yùn)動(dòng)中物體的向心加速度,只是向心加速度的大小不變,方向是變化的,應(yīng)該說是向心加速度的大小保持不變,所以D選項(xiàng)錯(cuò)誤故選:B【點(diǎn)評(píng)】對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心力的考查,分析各個(gè)量之間的關(guān)系,必須是在其
18、它量不變的前提下3(2017青浦區(qū)一模)如圖所示,甲、乙、丙三個(gè)輪子依靠摩擦傳動(dòng),相互之間不打滑,其半徑分別為r1、r2、r3若甲、乙、丙三個(gè)輪的角速度依次為1、2、3,則三個(gè)輪的角速度大小關(guān)系是()A1=2=3B123C123D213【分析】甲、乙、丙三個(gè)輪子依靠摩擦傳動(dòng),相互之間不打滑說明線速度相同,根據(jù)v=wr解答【解答】解:由甲、乙、丙三個(gè)輪子依靠摩擦傳動(dòng),相互之間不打滑知三者線速度相同,其半徑分別為r1、r2、r3,則有:1r1=2r2=3r3由圖可知:r1r2r3所以123故ABD錯(cuò)誤,C正確故選:C【點(diǎn)評(píng)】此題考查勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度和角速度的關(guān)系式的應(yīng)用,同時(shí)要知道皮帶或齒輪連
19、動(dòng)的角速度相同4(2017福建模擬)圖中所示為一皮帶傳動(dòng)裝置,右輪的半徑為r,a是它邊緣上的一點(diǎn)左側(cè)是一輪軸,大輪的半徑為4r,小輪的半徑為2rb點(diǎn)在小輪上,到小輪中心的距離為rc點(diǎn)和d點(diǎn)分別位于小輪和大輪的邊緣上若在傳動(dòng)過程中,皮帶不打滑則()Ac點(diǎn)與d點(diǎn)的角速度大小相等Ba點(diǎn)與b點(diǎn)的角速度大小相等Ca點(diǎn)與c點(diǎn)的線速度大小相等Da點(diǎn)與c點(diǎn)的向心加速度大小相等【分析】共軸轉(zhuǎn)動(dòng)的各點(diǎn)角速度相等,靠傳送帶傳動(dòng)輪子上的點(diǎn)線速度大小相等,根據(jù)v=r,an=r2=半徑各點(diǎn)線速度、角速度和向心加速度的大小【解答】解:A、共軸轉(zhuǎn)動(dòng)的各點(diǎn)角速度相等,故b、c、d三點(diǎn)角速度相等,故A正確;B、a、c兩點(diǎn)的線速度
20、大小相等,b、c兩點(diǎn)的角速度相等,根據(jù)v=r,a的角速度大于c的角速度,則a點(diǎn)的角速度大于b點(diǎn)的角速度,故B錯(cuò)誤;C、靠傳送帶傳動(dòng)輪子上的點(diǎn)線速度大小相等,故a、c兩點(diǎn)的線速度大小相等,故C正確;D、a、c兩點(diǎn)的線速度大小相等,根據(jù)an=,a點(diǎn)的向心加速度大于b點(diǎn)的向心加速度,故D錯(cuò)誤;故選:AC【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道線速度、角速度、向心加速度與半徑的關(guān)系,以及知道共軸轉(zhuǎn)動(dòng)的各點(diǎn)角速度相等,靠傳送帶傳動(dòng)輪子上的點(diǎn)線速度大小相等5(2017泰州學(xué)業(yè)考試)A、B兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng),在相等時(shí)間內(nèi)通過的弧長(zhǎng)之比SA:SB=4:3,轉(zhuǎn)過的圓心角之比A:B=3:2則下列說法中正確的是()A它們
21、的線速度之比vA:vB=4:3B它們的角速度之比A:B=2:3C它們的周期之比TA:TB=3:2D它們的向心加速度之比aA:aB=3:2【分析】根據(jù)公式v=求解線速度之比,根據(jù)公式=求解角速度之比,根據(jù)公式T= 求周期之比,根據(jù)an=v,即可求解加速度之比【解答】解:A、B兩質(zhì)點(diǎn)分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng),若在相等時(shí)間內(nèi)它們通過的弧長(zhǎng)之比為SA:SB=4:3,根據(jù)公式公式v=,線速度之比為vA:vB=4:3,故A正確;B、通過的圓心角之比A:B=3:2,根據(jù)公式=,角速度之比為3:2,故B錯(cuò)誤;C、由根據(jù)公式T=,周期之比為TA:TB=2:3;故C錯(cuò)誤;D、根據(jù)an=v,可知aA:aB=2:1,故D錯(cuò)
22、誤;故選:A【點(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵是記住線速度、角速度、周期和向心加速度的公式,根據(jù)公式列式分析,基礎(chǔ)題6(2017徐州學(xué)業(yè)考試)如圖所示,小球從傾斜軌道上由靜止釋放,經(jīng)平直部分沖上圓弧部分的最高點(diǎn)A時(shí),對(duì)圓弧的壓力大小為mg,已知圓弧的半徑為R,整個(gè)軌道光滑則()A在最高點(diǎn)A,小球受重力和向心力的作用B在最高點(diǎn)A,小球的速度為C在最高點(diǎn)A,小球的向心加速度為gD小球的釋放點(diǎn)比A點(diǎn)高為R【分析】小球在最高點(diǎn)受到重力,軌道對(duì)球的壓力,兩個(gè)力的合力提供向心力,根據(jù)向心力公式求出小球的速度,根據(jù)向心力公式求出加速度根據(jù)動(dòng)能定理求得高度差【解答】解:A、小球在最高點(diǎn)受到重力,軌道對(duì)球的壓力,兩個(gè)力的合力提供
23、向心力,故A錯(cuò)誤;C、在最高點(diǎn),根據(jù)向心力公式得:mg+F=m,F(xiàn)=mg,聯(lián)立解得:an=2g,v=,故BC錯(cuò)誤,D、從釋放點(diǎn)到最高點(diǎn),根據(jù)動(dòng)能定理可知,解得h=R,故D正確故選:D【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道在最高點(diǎn),小球所受的合力提供向心力,受力分析時(shí)不能分析向心力,難度不大,屬于基礎(chǔ)題7(2011春市中區(qū)校級(jí)期末)鐵路在彎道處的內(nèi)外軌道高低是不同的,已知內(nèi)外軌道對(duì)水平面傾角為(如圖),彎道處的圓弧半徑為R,若質(zhì)量為m的火車轉(zhuǎn)彎時(shí)速度小于,則()A內(nèi)軌對(duì)內(nèi)側(cè)車輪輪緣有擠壓B這時(shí)鐵軌對(duì)火車的支持力大于C外軌對(duì)外側(cè)車輪輪緣有擠壓D這時(shí)鐵軌對(duì)火車的支持力小于【分析】火車在彎道處拐彎時(shí)火車的重力和軌
24、道對(duì)火車的支持力的合力做為轉(zhuǎn)彎需要的向心力,當(dāng)合力恰好等于需要的向心力時(shí),火車對(duì)內(nèi)外軌道都沒有力的作用,速度增加,就要對(duì)外軌擠壓,速度減小就要對(duì)內(nèi)軌擠壓【解答】解:火車的重力和軌道對(duì)火車的支持力的合力恰好等于需要的向心力時(shí),此時(shí)火車的速度正好是,當(dāng)火車火車轉(zhuǎn)彎的速度小于時(shí),需要的向心力減小,而重力與支持力的合力不變,所以合力大于了需要的向心力,內(nèi)軌就要對(duì)火車產(chǎn)生一個(gè)向外的力來抵消多余的力,所以此時(shí)內(nèi)軌對(duì)內(nèi)側(cè)車輪輪緣有擠壓,A正確,C錯(cuò)誤由于內(nèi)軌對(duì)火車的作用力沿著軌道平面向上,可以把這個(gè)力分解為水平和豎直向上兩個(gè)分力,由于豎直向上的分力的作用,使支持力變小,所以D正確,B錯(cuò)誤故選A、D【點(diǎn)評(píng)】火
25、車轉(zhuǎn)彎主要是分析清楚向心力的來源,再根據(jù)速度的變化,可以知道對(duì)內(nèi)軌還是對(duì)外軌由作用力8(2016懷化學(xué)業(yè)考試)如圖所示為某行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌跡示意圖,其中P、Q兩點(diǎn)是橢圓軌跡的兩個(gè)焦點(diǎn),若太陽(yáng)位于圖中P點(diǎn),則關(guān)于行星在A、B兩點(diǎn)速度的大小關(guān)系正確的是()AvAvBBvAvBCvA=vBD無法確定【分析】開普勒第二定律的內(nèi)容,對(duì)任意一個(gè)行星來說,它與太陽(yáng)的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積 如圖所示,行星沿著橢圓軌道運(yùn)行,太陽(yáng)位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上如果時(shí)間間隔相等,即t2t1=t4t3,那么面積A=面積B由此可知行星在遠(yuǎn)日點(diǎn)B的速率最小,在近日點(diǎn)A的速率最大【解答】解:根據(jù)開普勒第二定律,也稱面積定律
26、:在相等時(shí)間內(nèi),太陽(yáng)和運(yùn)動(dòng)著的行星的連線所掃過的面積都是相等的 由扇形面積S=lr知半徑長(zhǎng)的對(duì)應(yīng)的弧長(zhǎng)短,由v=知行星離太陽(yáng)較遠(yuǎn)時(shí)速率小,較近時(shí)速率大即行星在近日點(diǎn)的速率大,遠(yuǎn)日點(diǎn)的速率小故A正確,BCD錯(cuò)誤故選;A【點(diǎn)評(píng)】考查了開普勒第二定律,再結(jié)合時(shí)間相等,面積相等,對(duì)應(yīng)弧長(zhǎng)求出平均速度此題難度不大,屬于基礎(chǔ)題9(2016河南一模)2009年5月,航天飛機(jī)在完成對(duì)哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的維修任務(wù)后,在A點(diǎn)從圓形軌道進(jìn)入橢圓軌道,B為軌道上的一點(diǎn),如圖,則下列關(guān)于航天飛機(jī)的運(yùn)動(dòng),下列說法中正確的有()A在軌道上經(jīng)過A的速度小于經(jīng)過B的速度B在軌道上經(jīng)過A的速度大于在軌道上經(jīng)過A的速度C在軌道上運(yùn)動(dòng)的
27、周期小于在軌道上運(yùn)動(dòng)的周期D在軌道上經(jīng)過A的加速度小于在軌道上經(jīng)過A的加速度【分析】航天飛機(jī)在在軌道上由A運(yùn)動(dòng)到B,萬有引力做正功,動(dòng)能增大即可比較出A、B的速度;比較加速度只要比較所受的合力(即萬有引力);從軌道I上的A點(diǎn)進(jìn)入軌道,需要減速,使得在該點(diǎn)萬有引力大于所需的向心力做近心運(yùn)動(dòng)【解答】解:A、根據(jù)開普勒定律可知,衛(wèi)星在近地點(diǎn)的速度大于在遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度,故A正確;B、由軌道變到軌道要減速,所以B錯(cuò)誤;C、由開普勒第三定律可知,=k,R2R1,所以T2T1,故C正確;D、根據(jù)a=,在A點(diǎn)時(shí)加速度相等,故D錯(cuò)誤故選:AC【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵理解航天飛機(jī)繞地球運(yùn)動(dòng)的規(guī)律要注意向心力是物體做圓
28、周運(yùn)動(dòng)所需要的力,比較加速度,應(yīng)比較物體實(shí)際所受到的力,即萬有引力10(2016遼寧)要使兩物體間的萬有引力減小到原來的,下列辦法不可采用的是()A使兩物體的質(zhì)量各減少一半,距離不變B使其中一個(gè)物體的質(zhì)量減小到原來的,距離不變C使兩物體間的距離增為原來的2倍,質(zhì)量不變D使兩物體間的距離和質(zhì)量都減為原來的【分析】根據(jù)萬有引力定律F=G,運(yùn)用比例法,選擇符合題意要求的選項(xiàng)【解答】解:A、使兩物體的質(zhì)量各減小一半,距離不變,根據(jù)萬有引力定律F=G,可知,萬有引力變?yōu)樵瓉淼?,符合題意 B、使其中一個(gè)物體的質(zhì)量減小到原來的,距離不變,根據(jù)萬有引力定律F=G,可知,萬有引力變?yōu)樵瓉淼?,符合題意 C、使兩物
29、體間的距離增為原來的2倍,質(zhì)量不變,根據(jù)萬有引力定律F=G,可知,萬有引力變?yōu)樵瓉淼?,符合題意 D、使兩物體間的距離和質(zhì)量都減為原來的,根據(jù)萬有引力定律F=G,可知,萬有引力與原來相等,不符合題意本題選擇不符合,故選D【點(diǎn)評(píng)】本題考查應(yīng)用比例法理解萬有引力定律的能力,要綜合考慮質(zhì)量乘積與距離平方和引力的關(guān)系11(2017廣陵區(qū)校級(jí)學(xué)業(yè)考試)舉世矚目的“神舟”七號(hào)航天飛船的成功發(fā)射和順利返回,顯示了我國(guó)航天事業(yè)取得巨大成就已知地球的質(zhì)量為M,引力常量為G,設(shè)飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r,則飛船在圓軌道上運(yùn)行的速率為()ABCD【分析】研究飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)萬有引力提供向心力
30、,列出等式根據(jù)等式表示出飛船在圓軌道上運(yùn)行的速率【解答】解:研究飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)萬有引力提供向心力,列出等式:=m解得:v=故選A【點(diǎn)評(píng)】向心力的公式選取要根據(jù)題目提供的已知物理量或所求解的物理量選取應(yīng)用12(2017連云港學(xué)業(yè)考試)不可回收的航天器在用后,將成為太空垃圾,如圖是漂浮在地球附近的太空垃圾示意圖,下列說法中正確的是()A離地越低的太空垃圾運(yùn)行的向心加速度一定越大B離地越低的太空垃圾受到的地球的萬有引力一定越大C由公式v=得,離地越高的太空垃圾運(yùn)行速率越大D太空垃圾可能跟同一軌道上同向飛行的航于器相撞【分析】太空垃圾繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),靠地球的萬有引力提供向心力,進(jìn)
31、入大氣層后,受空氣阻力,速度減小,萬有引力大于所需要的向心力,做向心運(yùn)動(dòng)【解答】解:根據(jù)萬有引力提供向心力,有得向心加速度 線速度AC、可知離地越低的太空垃圾,r越小,向心加速度a越大;離地越高的太空垃圾,r越大,v越小,故A正確,C錯(cuò)誤;B、根據(jù)萬有引力公式,因?yàn)樘绽|(zhì)量未知,所以離地越低的太空垃圾受到的萬有引力不一定大,故B錯(cuò)誤;D、根據(jù)線速度公式,在同一軌道上的航天器與太空垃圾線速度相同,如果它們繞地球飛行的運(yùn)轉(zhuǎn)方向相同,它們不會(huì)碰撞,故D錯(cuò)誤;故選:A【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道萬有引力等于所需要的向心力,做圓周運(yùn)動(dòng)當(dāng)萬有引力大于所需要的向心力,做近心運(yùn)動(dòng)13(2017浙江模擬)己知
32、地球半徑為R,靜置于赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a;地球同步衛(wèi)星作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r,向心加速度大小為a0,引力常量為G,以下結(jié)論正確的是()A地球質(zhì)量M=B地球質(zhì)量C向心加速度之比D向心加速度之比【分析】地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)時(shí),萬有引力的一部分提供向心力,地球的同步衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),萬有引力提供向心力,據(jù)此求解地球質(zhì)量,同步衛(wèi)星的角速度和地球自轉(zhuǎn)的角速度相等,根據(jù)a=r2得出物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度與同步衛(wèi)星的加速度之比,從而判斷加速度的關(guān)系【解答】解:A、地球的同步衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),萬有引力提供向心力,則有:解得地球質(zhì)量,故選A正確B、地球赤道上的物
33、體隨地球自轉(zhuǎn)時(shí)有:,得,故B錯(cuò)誤;CD、同步衛(wèi)星的角速度和地球自轉(zhuǎn)的角速度相等,物體的角速度也等于地球自轉(zhuǎn)的角速度,所以地球同步衛(wèi)星與物體的角速度相等根據(jù)a=r2得,故CD錯(cuò)誤;故選:A【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道同步衛(wèi)星的特點(diǎn),知道衛(wèi)星由萬有引力提供向心力,特別注意在地球上隨地球一起自轉(zhuǎn)的物體,不是萬有引力提供向心力,難度適中14(2017泰州學(xué)業(yè)考試)2016年10月19日,“神舟十一號(hào)”飛船與“天宮二號(hào)”成功實(shí)現(xiàn)交會(huì)對(duì)接,下列說法正確的是()A“神舟十一號(hào)”先到達(dá)“天宮二號(hào)”相同的軌道然后加速對(duì)接B“神舟十一號(hào)”先到達(dá)“天宮二號(hào)”相同的軌道然后減速對(duì)接C“神舟十一號(hào)”先到達(dá)比“天宮二號(hào)”的
34、軌道半徑大的軌道然后加速對(duì)接D“神舟十一號(hào)”先到達(dá)比“天宮二號(hào)”的軌道半徑小的軌道然后加速對(duì)接【分析】根據(jù)萬有引力提供向心力,應(yīng)用萬有引力公式與牛頓第二定律可知,神州十一號(hào)加速后做離心運(yùn)動(dòng)軌道半徑變大可以與天宮二號(hào)對(duì)接【解答】解:神舟十一號(hào)飛船適當(dāng)加速時(shí),所需要的向心力增大,將做離心運(yùn)動(dòng),軌道半徑變大,所以“神舟十一號(hào)”先到達(dá)比“天宮二號(hào)”的軌道半徑小的軌道然后加速對(duì)接故ABC錯(cuò)誤,D正確故選:D【點(diǎn)評(píng)】知道萬有引力提供向心力是解決飛船、衛(wèi)星問題的前提,應(yīng)用萬有引力公式牛頓第二定律可以解題,要理解衛(wèi)星、航天器變軌的原理15(2017連云港學(xué)業(yè)考試)一物體置于光滑水平面上,受互相垂直的水平力F1
35、、F2作用,經(jīng)一段位移,F(xiàn)1做功為6J,F(xiàn)2做功為8J,則F1、F2的合力做功為()A14JB10JC2JD2J【分析】功是標(biāo)量,幾個(gè)力對(duì)物體做的總功,就等于各個(gè)力單獨(dú)對(duì)物體做功的和【解答】解:當(dāng)有多個(gè)力對(duì)物體做功的時(shí)候,總功的大小就等于用各個(gè)力對(duì)物體做功的代數(shù)和,由于力F1對(duì)物體做功6J,力F2對(duì)物體做功8J,所以F1與F2的合力對(duì)物體做的總功就為6J+8J=14J,故選:A【點(diǎn)評(píng)】因?yàn)楣κ菢?biāo)量,求標(biāo)量的和,幾個(gè)量直接相加取代數(shù)和即可求得總功16(2017崇川區(qū)校級(jí)學(xué)業(yè)考試)設(shè)飛機(jī)飛行中所受阻力與其速度的平方成正比,若飛機(jī)以速度v飛行,其發(fā)動(dòng)機(jī)功率為P,則飛機(jī)以3v勻速飛行時(shí),其發(fā)動(dòng)機(jī)的功率
36、為()A3PB9PC27PD無法確定【分析】由于飛機(jī)飛行中所受阻力與其速度的平方成正比,由此可以求得飛機(jī)在速度為v和3v時(shí)受到的阻力的大小,再由P=FV=fV可以求得飛機(jī)的功率的大小【解答】解:設(shè)飛機(jī)飛行中所受阻力f=kv2,在勻速飛行時(shí)飛機(jī)受到的阻力的大小和飛機(jī)的牽引力的大小相等,所以飛機(jī)以速度v飛行時(shí) P=FV=kv2v=kv3,當(dāng)飛機(jī)以3v勻速飛行時(shí),P=FV=k(3v)3=27P,故選C【點(diǎn)評(píng)】當(dāng)飛機(jī)勻速飛行時(shí),飛機(jī)的牽引力和受到的阻力大小相等,由此可以求得飛機(jī)飛行時(shí)的功率,但需要注意的是飛機(jī)在以不同的速度飛行時(shí)受到的阻力的大小是不同的17(2017徐州學(xué)業(yè)考試)如圖所示,物體在恒定拉
37、力F的作用下沿水平面做勻速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)速度為v,拉力F斜向上與水平面夾角為,則拉力F的功率可以表示為()AFvBFvcosCFvsinD【分析】根據(jù)P=Fvcos求得拉力的功率,其中為力與速度的夾角【解答】解:拉力F的功率P=Fvcos,故B正確故選:B【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了恒力的瞬時(shí)功率,熟練公式P=Fvcos即可18(2017河北區(qū)模擬)如圖所示,運(yùn)動(dòng)員把質(zhì)量為m的足球從水平地面踢出,足球在空中達(dá)到的最大高度為h,在最高點(diǎn)時(shí)的速度為 v,不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g,則運(yùn)動(dòng)員踢球時(shí)對(duì)足球做的功為()Amv2BmghCmgh+mv2Dmgh+mv2【分析】根據(jù)動(dòng)能定理,足球動(dòng)能的初始量等于
38、小明做的功;小球在運(yùn)動(dòng)過程中,只有重力做功,機(jī)械能守恒,運(yùn)用機(jī)械能守恒求解足球在最高點(diǎn)位置處的動(dòng)能【解答】解:足球被踢起后在運(yùn)動(dòng)過程中,只受到重力作用,只有重力做功,足球的機(jī)械能守恒,足球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí),機(jī)械能為E=mgh+mv2,由于足球的機(jī)械能守恒,則足球剛被踢起時(shí)的機(jī)械能為E=mgh+mv2,足球獲得的機(jī)械能等于運(yùn)動(dòng)員對(duì)足球所做的功,因此運(yùn)動(dòng)員對(duì)足球做功:W=mgh+mv2,故ABD錯(cuò)誤,C正確;故選:C【點(diǎn)評(píng)】本題可以對(duì)踢球的過程運(yùn)用動(dòng)能定理,小球動(dòng)能的增加量等于小明做的功;同時(shí)小球離開腳后,由于慣性繼續(xù)飛行,只有重力做功,機(jī)械能守恒二計(jì)算題(共2小題)19(2016秋福建期中)如圖所示
39、一質(zhì)量m=0.1kg的小球靜止于桌子邊緣A點(diǎn),其右方有底面半徑r=0.2m的轉(zhuǎn)筒,轉(zhuǎn)筒頂端與A等高,筒底端左側(cè)有一小孔,距頂端h=0.8m開始時(shí)A、小孔以及轉(zhuǎn)筒的豎直軸線處于同一豎直平面內(nèi)現(xiàn)使小球以速度A=4m/s從A點(diǎn)水平飛出,同時(shí)轉(zhuǎn)筒立刻以某一角速度做勻速轉(zhuǎn)動(dòng),最終小球恰好進(jìn)入小孔取g=l0m/s2,不計(jì)空氣阻力(1)求轉(zhuǎn)筒軸線與A點(diǎn)的距離d;(2)求轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度【分析】(1)小球做平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)分位移公式列式求解即可;(2)小球恰好進(jìn)入小孔,說明在平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間內(nèi)小桶轉(zhuǎn)動(dòng)了整數(shù)圈【解答】解:(1)滑塊從A點(diǎn)到進(jìn)入小孔的時(shí)間:t=s=0.4s,dr=At,解得:d=1.8m;(2)在小
40、球平拋的時(shí)間內(nèi),圓桶必須恰好轉(zhuǎn)整數(shù)轉(zhuǎn),小球才能進(jìn)入小孔,即:t=2n(n=1,2,3),解得=5n rad/s (n=1,2,3);答:(1)求轉(zhuǎn)筒軸線與A點(diǎn)的距離d為1.8m;(2)求轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為5n rad/s (n=1,2,3)【點(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵是明確小桶的轉(zhuǎn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)是同時(shí)進(jìn)行的,根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的分位移公式和角速度的定義列式求解,不難20(2015春松桃縣校級(jí)月考)如圖為一個(gè)半徑r=5m的圓盤,繞其圓心O做順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)圓盤邊緣上的一點(diǎn)A處在如圖的位置的時(shí)候,在其圓心正上方h=20m的高度處有一小球正在向邊緣的A點(diǎn)以一定的初速度水平拋出,小球正好落在A點(diǎn)求:(不計(jì)空氣阻力,g取
41、10m/s2)(1)小球的初速度為多少?(2)圓盤的最小角速度為多少?(3)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)周期的可能值?【分析】小球做平拋運(yùn)動(dòng),豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),已知下落的高度h可求出運(yùn)動(dòng)時(shí)間,水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),已知水平位移R,即可求出小球的初速度小球下落的時(shí)間與圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間相等,可得圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間,考慮圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的周期性,可知圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角度=n2,由角速度定義式求出角速度,即可求得周期【解答】解:(1)小球做平拋運(yùn)動(dòng),在豎直方向上:h=gt2則運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=又因?yàn)樗轿灰茷镽所以球的速度v=(2)在時(shí)間t內(nèi),盤轉(zhuǎn)過的角度=n2,又因?yàn)?t則轉(zhuǎn)盤角速度:=n(n=1,2,3)當(dāng)n=1s 角速度最小為rad
42、/s(3)轉(zhuǎn)動(dòng)的周期可能值為T=(n=1,2,3)答:(1)小球的初速度v為2.5m/s;(2)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的最小角速度為(3)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)周期的可能值為(n=1,2,3)【點(diǎn)評(píng)】題中涉及圓周運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)這兩種不同的運(yùn)動(dòng),這兩種不同運(yùn)動(dòng)規(guī)律在解決同一問題時(shí),常常用“時(shí)間”這一物理量把兩種運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來三解答題(共10小題)21(2015貴州模擬)如圖所示,質(zhì)量分別為m和M的兩個(gè)星球A和B在引力作用下都繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),星球A和B兩者中心之間的距離為L(zhǎng)已知A、B的中心和O三點(diǎn)始終共線,A和B分別在O的兩側(cè),引力常數(shù)為G(1)求兩星球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期;(2)在地月系統(tǒng)中,若忽略其它星球的影響,可以將月
43、球和地球看成上述星球A和B,月球繞其軌道中心運(yùn)行的周期記為T1但在近似處理問題時(shí),常常認(rèn)為月球是繞地心做圓周運(yùn)動(dòng)的,這樣算得的運(yùn)行周期記為T2已知地球和月球的質(zhì)量分別為5.98×1024 kg和7.35×1022 kg求T2與T1兩者平方之比(結(jié)果保留3位小數(shù))【分析】這是一個(gè)雙星的問題,A和B繞O做勻速圓周運(yùn)動(dòng),它們之間的萬有引力提供各自的向心力,A和B有相同的角速度和周期,結(jié)合牛頓第二定律和萬有引力定律解決問題【解答】解:(1)設(shè)兩個(gè)星球A和B做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑分別為r和R,相互作用的萬有引力大小為F,運(yùn)行周期為T根據(jù)萬有引力定律有:F=G由勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得F
44、=m()2r F=M()2R 由題意有 L=R+r 聯(lián)立式得:T=2(2)在地月系統(tǒng)中,由于地月系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)所圍繞的中心O不在地心,由題意知,月球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期可由式得出 T1=2式中,M和m分別是地球與月球的質(zhì)量,L是地心與月心之間的距離若認(rèn)為月球在地球的引力作用下繞地心做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則G=m()2L式中,T2為月球繞地心運(yùn)動(dòng)的周期由式得: T2=2由式得:()2=1+代入題給數(shù)據(jù)得:()2=1.012 答:(1)兩星球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為2;(2)T2與T1兩者平方之比為1.012【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于雙星問題,關(guān)鍵我們要抓住它的特點(diǎn),即兩星球的萬有引力提供各自的向心力和兩星球具有共同的周期22(20
45、16貴陽(yáng)模擬)假設(shè)某天你在一個(gè)半徑為R的星球上,手拿一只小球從離星球表面高h(yuǎn)處無初速釋放,測(cè)得小球經(jīng)時(shí)間t落地若忽略星球的自轉(zhuǎn)影響,不計(jì)一切阻力,萬有引力常量為G求:(1)該星球的質(zhì)量M;(2)在該星球上發(fā)射衛(wèi)星的第一宇宙速度大小v【分析】(1)根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律求出星球表面的重力加速度,利用重力等于萬有引力求出星球質(zhì)量(2)根據(jù)萬有引力提供向心力求解星球的第一宇宙速度【解答】解:(1)由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律有解得由解得(2)由萬有引力提供向心力有解得答:(1)該星球的質(zhì)量M為;(2)在該星球上發(fā)射衛(wèi)星的第一宇宙速度大小v為【點(diǎn)評(píng)】解決本題的基本思路萬有引力提供向心力,在星球表面任意物體的重力等于該星
46、球?qū)ξ矬w的萬有引力23(2016四川模擬)兩顆衛(wèi)星在同一軌道平面繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),地球半徑為R,a衛(wèi)星離地面的高度等于R,b衛(wèi)星離地面高度為3R,則:(1)a、b兩衛(wèi)星周期之比Ta:Tb是多少?(2)若某時(shí)刻兩衛(wèi)星正好同時(shí)通過地面同一點(diǎn)的正上方,則a至少經(jīng)過多少個(gè)周期兩衛(wèi)星相距最遠(yuǎn)?【分析】根據(jù)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律之周期定律可求周期之比,將衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)看成勻速圓周運(yùn)動(dòng)處理【解答】解:(1)Ra=2R,Rb=4R由開普勒行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律知:=所以Ta:Tb=:=1:2(2)設(shè)經(jīng)過t時(shí)間 二者第一次相距最遠(yuǎn),若兩衛(wèi)星同向運(yùn)轉(zhuǎn),此時(shí)a比b多轉(zhuǎn)半圈,即=解得t=這段時(shí)間a經(jīng)過的周期數(shù)為n=由可得n=若兩衛(wèi)
47、星反向運(yùn)轉(zhuǎn),(+)t= 這段時(shí)間a經(jīng)過的周期數(shù)為n=由得n=故答案為(1)Ta:Tb=1:2 (2)或【點(diǎn)評(píng)】本題既可應(yīng)用萬有引力提供向心力求解,也可應(yīng)用開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律求解,以后者較為方便,兩衛(wèi)星何時(shí)相距最遠(yuǎn)的求解,要分同向運(yùn)轉(zhuǎn)與反向運(yùn)轉(zhuǎn)兩種情形,用到的數(shù)學(xué)變換相對(duì)較多,增加了本題難度24(2016鎮(zhèn)江學(xué)業(yè)考試)小明從坡頂處以v0=6m/s的初速度沿直線坡道騎車到達(dá)坡底(此過程可視為勻變速直線運(yùn)動(dòng)),測(cè)得他到達(dá)坡底時(shí)的速度為v=10m/s,所用時(shí)間t=4s,坡頂與坡底的高度差h=10m,小明和車總質(zhì)量M=90kg重力加速度g取10m/s2(1)小明下坡時(shí)的加速度;(2)坡道的長(zhǎng)度;(3)此
48、過程中小明和車所受重力做功的平均功率【分析】(1)由加速度公式求得加速度;(2)由速度位移公式求得位移;(3)根據(jù)W=mgh求得重力做功,根據(jù)P=求得平均功率【解答】解:(1)由加速度公式得:a=(2)由速度位移公式解得x=32m(3)由功率公式P=得P=答:(1)小明下坡時(shí)的加速度為1m/s2;(2)坡道的長(zhǎng)度為32m;(3)此過程中小明和車所受重力做功的平均功率為2250W【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本公式的應(yīng)用,在求平均功率時(shí)先求重力再4s內(nèi)所做功即可25(2017泰州學(xué)業(yè)考試)為了研究過山車的原理,某興趣小組提出了下列設(shè)想:取一個(gè)與水平方向夾角為37°、長(zhǎng)為l=2
49、.0m的粗糙傾斜軌道AB,通過水平軌道BC與半徑為R=0.2m的豎直圓軌道相連,出口為水平軌道DE,整個(gè)軌道除 AB 段以外都是光滑的其中AB 與BC 軌道以微小圓弧相接,如圖所示一個(gè)質(zhì)量m=1kg小物塊以初速度v0=5.0m/s從A點(diǎn)沿傾斜軌道滑下,小物塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度vC=4.0m/s 取g=10m/s2,sin37°=0.60,cos37°=0.80(1)求小物塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)對(duì)圓軌道壓力的大小;(2)求小物塊從A到B運(yùn)動(dòng)過程中摩擦力所做的功;(3)為了使小物塊不離開軌道,并從軌道DE滑出,求豎直圓弧軌道的半徑應(yīng)滿足什么條件?【分析】(1)小物塊做圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定
50、律可求得支持力大小,再由牛頓第三定律可求得小物塊對(duì)軌道的壓力大?。唬?)對(duì)AC過程由動(dòng)能定理可求得摩擦力所做的功;(3)根據(jù)臨界條件以及牛頓第二定律可求得速度范圍;再由機(jī)械能守恒定律可求得半徑的范圍【解答】解:(1)設(shè)小物塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)受到圓軌道的支持力大小為N,根據(jù)牛頓第二定律有,解得:N=90N根據(jù)牛頓第三定律得,小物塊對(duì)圓軌道壓力的大小為90N (2)物塊從A到C的過程中,根據(jù)動(dòng)能定理有:mglsin37°+Wf=mvc2mvA2解得Wf=16.5J (3)設(shè)物塊進(jìn)入圓軌道到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度大小為v1,根據(jù)牛頓第二定律有:,則物塊從圓軌道最低點(diǎn)到最高點(diǎn)的過程中,根據(jù)機(jī)械能守恒定律有
51、:mvc2=mv2+2mgR 聯(lián)立得,解得R0.32m答:(1)小物塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)對(duì)圓軌道壓力的大小為90N;(2)小物塊從A到B運(yùn)動(dòng)過程中摩擦力所做的功為16.5J;(3)為了使小物塊不離開軌道,并從軌道DE滑出,求豎直圓弧軌道的半徑應(yīng)滿足R0.32m【點(diǎn)評(píng)】本題考查動(dòng)能定理以及向心力公式的應(yīng)用,要注意明確對(duì)于不涉及時(shí)間的力學(xué)問題可以優(yōu)先利用功能關(guān)系,如動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律進(jìn)行分析求解;本題還要注意臨界條件的應(yīng)用,明確物體能越過最高點(diǎn)的條件26(2017大連學(xué)業(yè)考試)如圖所示,半徑R=0.40m的光滑半圓環(huán)軌道處于豎直平面內(nèi),半圓環(huán)與粗糙的水平地面相切于圓環(huán)的端點(diǎn)A一質(zhì)量m=0.10kg的
52、小球,以初速度v0=7.0m/s在水平地面上向左作加速度a=3.0m/s2的勻減速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)L=4.0m后,沖上豎直半圓環(huán),最后小球落在C點(diǎn)求:(1)物體運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)的速度大小vA(2)小球經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小FB(3)A、C間的距離d(取重力加速度g=10m/s2)【分析】要求AC之間的距離應(yīng)該首先判定物體能否到達(dá)B點(diǎn),故應(yīng)該先求出物體到達(dá)B點(diǎn)的最小速度,然后根據(jù)動(dòng)能定理求出物體實(shí)際到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度,由于實(shí)際速度大于最小速度,故物體到達(dá)B后做平拋運(yùn)動(dòng),最后根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求出物體在平拋過程當(dāng)中水平向的位移【解答】解:(1)小球向左運(yùn)動(dòng)的過程中小球做勻減速直線運(yùn)動(dòng),故有:vA2v0
53、2=2as 解得vA=5m/s(2)如果小球能夠到達(dá)B點(diǎn),則在B點(diǎn)的最小速度vmin,故有mg=m解得vmin=2m/s而小球從A到B的過程中根據(jù)機(jī)械能守恒可得:mgh+mvB2=mvA2解得vB=3m/s由于VBvmin故小球能夠到達(dá)B點(diǎn),且從B點(diǎn)作平拋運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律可知,F(xiàn)mg=m解得:F=mg+m=1+22.5N=23.5N;(3)在豎直方向有:2R=gt2;在水平方向有sAC=vBt 解得:sAC=1.2m故AC間的距離為1.2m;答:(1)小球到達(dá)A點(diǎn)的速度為5m/s;(2)速度大小為3m/s;(3)AC間的距離為1.2m【點(diǎn)評(píng)】解決多過程問題首先要理清物理過程,然后根據(jù)物體受力情況確定物體運(yùn)動(dòng)過程中所遵循的物理規(guī)律進(jìn)行求解;小球能否到達(dá)最高點(diǎn),這是我們必須要進(jìn)行判定的,因?yàn)橹挥腥绱瞬拍艽_定小球在返回地面過程中所遵循的物理規(guī)律27(2017大連學(xué)業(yè)考試)半徑為R,內(nèi)徑很小的光滑半圓管豎直放置,質(zhì)量為m的小球A以一定初速度進(jìn)入管內(nèi),通過最高點(diǎn)C時(shí)的速度大小為v,求:(1)A求進(jìn)入半圓管最低點(diǎn)時(shí)的速度v0的大小;(2)小球落地點(diǎn)距半圓管最低點(diǎn)的水平距離【分析】(1)A在半圓形管道內(nèi)運(yùn)動(dòng)的過程中,機(jī)械能守恒,據(jù)此列式可求得A球剛進(jìn)入半圓管的速度;(2)A物體離開C點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng),利用平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)即可求得A球落地
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