2019-2020學年北京清華附中高一上學期期末考試物理試題版含解析

2020北京清華附中高一（上）期末物理一、單項選擇題1.下列物理量的單位屬于國際單位制中基本單位的是（）A.牛頓B.千克C.英尺D.小時【答案】B【解析】【詳解】單位制包括基本單位和導出單位，規(guī)定的基本量的單位叫基本單位，國際單位制規(guī)定了七個基本物理量，分別為長度、質量、時間、熱力學溫度、電流、光強度、物質的量。他們在國際單位制中的單位分別為米、千克、秒、開爾文、安培、坎德拉、摩爾。A.牛頓是導出單位，A不符合題意；B.千克是國際單位制中的基本單位，B符合題意；C.英尺不是國際單位制中的基本單位，C不符合題意；D.小時不是國際單位制中的基本單位，D不符合題意。故選Bo2.下列與慣性相關的說法，正確的是（）A.靜止的火車啟動時速度變化緩慢是因為物體靜止時的慣性大B.在太空中的宇宙飛船內(nèi)的物體不存在慣性C.慣性只與物體的質量有關，物體的質量越大，物體的慣性就一定越大D.我們推動靜止的箱子比維持正在運動箱子的運動要費力，這說明靜止的物體慣性大【答案】C【解析】【詳解】A.質量是物體慣性大小的唯一的量度，所以質量相等，慣性就相等，與運動狀態(tài)無關，A錯誤；B.慣性只與質量有關，所以在太空中的宇宙飛船內(nèi)的物體仍有慣性，與運動狀態(tài)無關，誤；C.質量是物體慣性大小的唯一的量度，所以慣性只與物體的質量有關，物體的質量越大，物體的慣性就一定越大，C正確；D錯誤。D.質量是物體慣性大小的唯一的量度，與靜止還是運動無關,故選C。D錯誤。3.如圖是波輪式洗衣機甩干桶的原理圖，一圓筒繞其中心軸OOi勻速轉動，一件衣服緊貼在筒內(nèi)壁上相對筒無滑動與筒一起轉動（如圖所示），則對衣服進行受力分析可知，衣服受到的力有（）0A.衣服的重力，筒對衣服的彈力B.衣服的重力、摩擦力C.衣服的重力、摩擦力，筒對衣服的彈力D.衣服的重力、摩擦力，筒對衣服的彈力、向心力【答案】C【解析】【詳解】衣服受重力、彈力和摩擦力三個力作用，重力和靜摩擦力平衡，靠彈力通過向心力，C正確，ABD錯誤。P是輪盤的一個齒，Q是飛輪P是輪盤的一個齒，Q是飛輪.圖所示是自行車的輪盤與車軸上的飛輪之間的鏈條傳動裝置。上的一個齒。下列說法中正確的是（）P、Q兩點角速度大小相等P、Q兩點線速度大小相等P、Q兩點向心加速度大小相等P點向心加速度大于Q點向心加速度【答案】B

【詳解】AB.P、Q兩點是傳送帶傳動的兩輪子邊緣上兩點，則vp=vq,而rp「q,由vr可得：pq,所以P、Q兩點角速度大小不相等，A錯誤，B正確；CD,因vp=vq,而「p「q,由2

V

a—

rQ點向心加速度大于P向心加速度，CD錯誤。故選Bo.一個物體在地球表面所受的重力大小為G,若不計地球自轉的影響，則在距地球地面的高度為地球半徑的2倍時，物體所受地球對它的萬有引力大小為（）由題意知距地面高度為地球半徑2倍時，距地心^勺距離為3R,為便于區(qū)分重力與引力常量,故設引力常量為力常量,故設引力常量為Gb,則由萬有引力等于重力有:在地球表面:GG。粵R距地面高度為地球半徑2倍時:TOC\o"1-5"\h\zMm1Mm1Go2Go-G(3R)29R29D正確，ABC錯誤。故選Do.如圖，在一個盛水的容器底部有一小孔。靜止時用手指堵住小孔不讓它漏水，假設容器在下述幾種運動過程中始終保持平動，且忽略空氣阻力，以下所有選項中均只考慮容器離開手之后在空中運動的過程，則（）A.容器自由下落時，小孔向下漏水B.將容器斜向上拋出，容器在空中運動時小孔不漏水C.將容器水平拋出，容器在空中運動時小孔向下漏水D.將容器豎直向上拋出，容器向上運動時，小孔向下漏水；容器向下運動時，小孔不漏水【答案】B【解析】【詳解】無論向哪個方向拋出，拋出之后的物體都只受到重力的作用，處于完全失重狀態(tài)，此時水和容器的運動狀態(tài)相同，它們之間沒有相互作用，水不會流出，B正確，ACD錯誤。故選Bo7.2010年10月1日19時整“嫦娥二號”成功發(fā)射。其環(huán)月飛行的高度為100km,所探測到的有關月球的數(shù)據(jù)將比環(huán)月飛行高度為200km的“嫦娥一號”更加翔實。若兩顆衛(wèi)星環(huán)月的運行均可視為勻速圓周運動，運行軌道如圖所示。則（）“嫦娥二號”環(huán)月運行的周期比“嫦娥一號”小“嫦娥二號”環(huán)月運行的線速度比“嫦娥一號”小“嫦娥二號”環(huán)月運行的向心加速度比“嫦娥一號”小“嫦娥二號”環(huán)月運行的向心力與“嫦娥一號”相等【答案】A【解析】【詳解】設月球的質量為M,嫦娥衛(wèi)星的質量為m,軌道半徑為r。根據(jù)萬有引力提供向心力有:A.周期T2FGMm

r解得：周期T2匚，線速度GMA.周期T2FGMm

r解得：周期T2匚，線速度GM2-v22m—mrm—rTGM,向心加速度由題知嫦娥二號”環(huán)月運行的半徑比maGM-2-

r嫦娥一號”小，所以嫦娥二號環(huán)月運行的周期比嫦娥一號”更小，A正確;B.線速度v由題知嫦娥二號”環(huán)月運行的半徑比B.線速度v由題知嫦娥二號”環(huán)月運行的半徑比嫦娥一號”小，所以嫦娥二號環(huán)月運行時的線速度比嫦娥一號"更大，B錯誤;號”小，所以嫦娥二C.向心加速度aGM-,由題知嫦娥二號”環(huán)月運行的半徑比嫦娥r號”小，所以嫦娥二號”環(huán)月運行時的向心加速度比嫦娥一號"更大，C錯誤；D錯誤。D.向心力FGM；,由于無法知道兩者質量關系，所以無法判斷向心力的大小,D錯誤。故選Ao8.一個物體在合外力F作用下作勻加速直線運動，從某時刻起該力逐漸變化，則下面說法中正確的是（）A.當F減小時，物體的速度也減小B.當F反向時，物體立即向相反方向運動C.當F減為零時，物體立即停止運動D.當F減小時，物體速度仍然逐漸增大【答案】D【解析】【詳解】ACD.物體在合力F的作用下做勻加直線運動，當F減小時，根據(jù)牛頓第二定律得知，物體的加速度減小，而合力方向與速度方向相同，速度仍在增加，只是速度增加由快變慢，當F減為零時，物體的速度達到最大，之后做勻速直線運動，AC錯誤，D正確。.當F反向時，物體由于慣性繼續(xù)向前做減速運動，并不立即向相反方向運動，B錯誤。故選D。.有一傾角為的斜面，將某小球以某一未知的速度從斜面的頂點A水平拋出，小球落在斜面上，已知重力加速度為g,則下列說法正確的是（）

A,可以求出小球在空中飛行的時間B,可以求出小球落在斜面上的瞬時速度方向C.可以求出小球落在斜面上的瞬時速度大小D.以上都無法求出【答案】B【解析】【詳解】A.根據(jù)tan1+tan1+2gt.工2gtxv0t2V0得物體在空中飛行的時間2v0tan

g由于不知道初速度Vo,無法求出小球在空中飛行的時間，A錯誤；B.設小球落在斜面上的瞬時速度方向與水平速度的夾角為，根據(jù)小球在豎直方向做自由落體運動，則有：Vygt2v0tan則速度夾角的正切值為：Vy

tan一2tanV0則可以求出小球落在斜面上瞬時速度方向，B正確；C.根據(jù)速度的合成，可得小球落在斜面上的瞬時速度大小為：V.,V2V2V0.14tan2由于不知道初速度V。，無法求出小球落在斜面上的瞬時速度大小，C錯誤。D.由上分析可知，D錯誤。故選Bo10.有兩個材質相同的木塊，質量分別為m、m,先將質量為m的木塊放于粗糙水平面上，若10.有兩個材質相同的木塊，質量分別為用大小為F的水平恒力推木塊，其加速度為a；再將質量為m的木塊放于粗糙水平面上，若2仍用大小為F的水平恒力推它，它的加速度為a,則（）A.aaB.a2a【答案】A.aaB.a2a【答案】C【解析】【詳解】設兩個木塊與地面的動摩擦因數(shù)均為有：F解得：a—gm對質量為m,有：2F“22F解得：a——gm由上綜合得：C.a2aD.a2a,根據(jù)牛頓第二定律，對質量為m的木塊,mgmam5g2F2Fc2Fcg2a——2gmC正確，ABD錯誤。故選Co11.一艘宇宙飛船繞一個不知名的行星表面（貼著表面）飛行，要測定該行星的密度，在引力常量已知的情況下，僅只需再（）A.測定飛船的環(huán)繞速度B.測定飛船的環(huán)繞半徑C.測定行星的體積D.測定飛船的運行周期【答案】D【解析】【詳解】A.根據(jù)萬有引力提供向心力，有：TOC\o"1-5"\h\z..2_MmvG歹m—R2R解得：MvRG根據(jù)密度公式得:

VfR33聯(lián)立解得：3v24GR2由于不知道星球半徑，故無法求出密度，A不符合題意;D.根據(jù)萬有引力提供向心力，有：Mm

G—R2解得：M解得：M42R3

GT2根據(jù)密度公式得:聯(lián)立解得:3GT2D符合題意;C不符合題意。B.已知飛船的軌道半徑，無法求出行星的質量，所以無法求出行星的密度，BC不符合題意。C.測定行星的體積，不知道行星的質量，所以無法求出行星的密度,故選Do.物體做平拋運動的規(guī)律可以概括為兩點：⑴在水平方向做勻速直線運動；⑵在豎直方向做自由落體運動.如圖所示為一種研究物體做平拋運動規(guī)律的實驗裝置，其中A、B為兩個等大的小球，C為與彈性鋼片E相連的小平臺，D為固定支架，兩小球等高.用小錘擊打彈性鋼片E,可使A球沿水平方向飛出，同時B球被松開，做自由落體運動.在不同的高度多次做上述實驗，發(fā)現(xiàn)兩球總是同時落地，這樣的實驗結果A.只能說明上述規(guī)律中的第⑴條B.只能說明上述規(guī)律中的第⑵條C.能同時說明上述兩條規(guī)律D.不能說明上述兩條規(guī)律中的任意一條【答案】B【解析】【詳解】兩球同時落地，可知平拋運動在豎直方向上的運動規(guī)律與自由落體運動的規(guī)律相同，即平拋運動在豎直方向上做自由落體運動，該實驗不能得出平拋運動在水平方向上的運動規(guī)律。故B正確，ACD錯誤?！军c睛】本題屬于簡單基礎題目，實驗雖然簡單，但是很直觀的驗證了平拋運動在豎直方向上的運動規(guī)律.注意該實驗不能得出平拋運動在水平方向上的運動規(guī)律.在粗糙的水平面上，一個小朋友拉著一個物體沿逆時針方向做勻速圓周運動，O點為圓心,則下圖中，能正確表示物體受到的拉力F和摩擦力f的圖示是（）【詳解】物體做勻速圓周運動，則合外力應指向圓心，由于物體受到摩擦力，故合外力為拉力與摩擦力的合力，即二者的合力指向圓心；摩擦力方向與相對運動方向相反，沿切線方向,由圖可知，滿意上述要求只有C；C符合題意，ABD不符合題意。

故選Co.土星周圍有美麗壯觀的“光環(huán)”，其組成環(huán)的顆粒是大小不等、線度從1科m到10m的巖石、塵埃，類似于衛(wèi)星，它們與土星中心的距離從3.0104km延伸到1.4105km。已知環(huán)的外緣顆粒繞土星做圓周運動的周期約為14小時，引力常量6.671011N?m2/kg2,則土星的質量最接近以下哪個值（估計時不考慮環(huán)中顆粒間的相互作用）（）61015kgB.61017kgC.61024kgD.61026kg【答案】D【解析】【詳解】研究環(huán)的外緣顆粒繞土星做圓周運動，根據(jù)萬有引力提供向心力，有:22m一rT解得：M4解得：M423U1，其中r為軌道半徑大小是GT251.4105km,T為周期約為14h。代入數(shù)據(jù)得：M6.41026kg,D正確，ABC錯誤。故選D。二、雙項選擇題15.關于曲線運動，下列說法正確的是（）A.做曲線運動物體的速度和加速度一定是在變化的一個物體做曲線運動，它所受的合外力可能保持不變C.與速度方向垂直的力只改變速度的方向，不改變速度的大小D.勻速圓周運動的加速度不變【答案】BC【解析】【詳解】A.根曲線運動的特點，可知做曲線運動的物體的速度一定是變化的，但加速度不一定變化，如平拋運動，其加速度為重力加速度，保持不變，A錯誤；C正確;B.當物體做平拋運動時，它所受的合外力為重力，保持不變，BC正確;C,與速度方向垂直的力，此力只改變物體速度的方向，不改變其速度的大小,

D.勻速圓周運動的加速度的方向始終指向圓心，是不斷變化的，D錯誤。故選BC。16.下列實例屬于超重現(xiàn)象的是（）A.汽車駛過豎直面內(nèi)凸拱形橋頂端B.蕩秋千小孩通過最低點C.跳水運動員被跳板彈起，離開跳板向上運動的過程中D.火箭點火后加速升空【答案】BDC不符合題意;故選BD。擠壓，則（）【詳解】A.汽車駛過豎直面內(nèi)下，支持小于重力，所以汽車處于失重狀態(tài)，A不符合超重狀態(tài),B.蕩秋千的小孩通過員處于完全失重,C.跳水運動員離開跳龍D.火箭點火加速升空D符合題意。17.鐵路在彎道處的內(nèi)夕的圓弧半徑為R,質勺mC不符合題意;故選BD。擠壓，則（）【詳解】A.汽車駛過豎直面內(nèi)下，支持小于重力，所以汽車處于失重狀態(tài)，A不符合超重狀態(tài),B.蕩秋千的小孩通過員處于完全失重,C.跳水運動員離開跳龍D.火箭點火加速升空D符合題意。17.鐵路在彎道處的內(nèi)夕的圓弧半徑為R,質勺m的火車轉彎時的速度滿足時，火車對鐵軌沒有側向點時，加速度上運動時，與程中，加速度直身低是不同白A.此時鐵軌對火車的支持力等于mgcos,火箭處于超重狀態(tài),已知內(nèi)外軌道對水平面［B符合（如圖）彎道處B.此時鐵軌對火車的支持力大于mgcosC.若火車的速度過大，則內(nèi)軌對內(nèi)側車輪輪緣有擠壓D.若火車的速度過大，則外軌對外側車輪輪緣有擠壓【答案】AD

【解析】【詳解】AB.由題知，當火車轉彎時的速度滿足v2gRtan時，火車對鐵軌沒有側向擠壓,對火車受力分析，如圖所示:.V.V此時鐵軌對火車的支持力N^A正確，B錯誤;cosCD.若速度大于vJgRtan時，則重力和支持力提供的合力小于所需向心力，所以外軌對外側車輪輪緣有擠壓，C錯誤；D正確。故選AD。.如圖所示，一個小球從豎立在地面上的輕彈簧正上方某處自由下下落，接觸彈簧將后彈簧壓縮，忽略空氣阻力，在壓縮的全過程中（）O|IA.小球一直減速運動B.小球先加速然后減速C.小球速度最大時彈簧彈力大小等于小球重力大小D.彈簧的壓縮量最大時小球加速度為零A.小球一直減速運動B.小球先加速然后減速C.小球速度最大時彈簧彈力大小等于小球重力大小D.彈簧的壓縮量最大時小球加速度為零【答案】BC【詳解】小球接觸彈簧到將彈簧壓縮最短的過程中，彈簧的彈力一直增大，開始重力大于彈力，合力方向向下，合力在減小，加速度減小，由于加速度的方向與速度方向相同，小球的速度在增大；接著，彈力等于重力，此時加速度為零，速度最大；然后彈力大于重力，合力方向向上，合力在增大，加速度增大，由于加速度的方向與速度方向相反，速度在減小。當

彈簧壓縮量最大時小球的加速度向上，不為零，此時速度為零，由此分析可知,錯誤。BC正確，AD故選BC正確，AD.質量分別為叫、m2的兩物體，緊靠在一起放在光滑水平桌面上，如圖所示，現(xiàn)分別對兩物體施加水平推力Fi和F2,且FiF2,兩物體沿著水平面勻加速運動，此時mi物體對m2的作用力大小為F,則（）A.若撤掉Fi,則力F會變小B.若撤掉Fi,則力F會變大C.若撤掉F2,則力F會變小D.若撤掉F2,則力F會變大【答案】AC【解析】【詳解】以m,、m2組成的系統(tǒng)為研究對象，由牛頓第二定律得:FiF2mim2a以mi為研究對象，由牛頓第二定律得:FiFmiam^FimiF2聯(lián)立解得：F--——mim2AB.若撤掉Fi,以mi、m2組成的系統(tǒng)為研究對象，由牛頓第二定律得:F2m1m2a以n研究對象，由牛頓第二定律得:Fmia

聯(lián)立解得：Fm1F聯(lián)立解得：Fm1F2m2F1m1F2,即F會變小，A正確，B錯誤;mim2mim2CD.若撤掉F2,以mi、m2組成的系統(tǒng)為研究對象，由牛頓第二定律得:Fimim2a以m2為研究對象，由牛頓第二定律得：Fm2a八『m2F1m2F1m1F2.、，人聯(lián)立解得：F—2-^——二，即F會變小，C正確，D錯誤。mim2mim2故選AC。三、實驗、填空混合題.在圓周運動中，用角速度，半徑R可表示出向心加速度a的表達式，該表達式為：a?！敬鸢浮?r【解析】【詳解】［i］根據(jù)圓周運動的規(guī)律，可得向心加速度a的表達式為：a2R.將某物體以初速度20m/s從空中白某點A水平拋出后，2s末物體運動到了B點，gi0m/s2,則該物體在B點的合速度大小為m/s,直線AB的距離為m?！敬鸢浮竣?20、2(2).20、5【解析】【詳解】［i］拋出2s后豎直方向上的分速度為：Vygti0X2m/s=20m/s則B點的合速度大小為：v.v2v2-20220220'2m/s［2］拋出2s后豎直方向上的位移為：2i2y-gt2—i02220m2拋出2s后水平方向上的位移為:xv0t20240m則直線AB的距離為：sx^~y220.5m.小木塊m從光滑曲面上P點滑下，通過粗糙靜止的水平傳送帶落于地面上的Q點，如圖所示。現(xiàn)讓傳送帶在皮帶輪帶動下逆時針轉動，讓m從P處重新滑下，則此次木塊的落地點將在（填“仍在Q點”、“Q點右邊”、“Q點左邊”）【答案】仍在Q點【解析】【詳解】［1］物塊從斜面滑下來，當傳送帶靜止時，在水平方向受到與運動方向相反的摩擦力,物塊將做勻減速運動，離開傳送帶時做平拋運動；當傳送帶逆時針轉動時物體相對傳送帶都是向前運動，受到滑動摩擦力方向與運動方向相反，物體做勻減速運動，離開傳送帶時，也做平拋運動，且與傳送帶不動時的拋出速度相同，故仍落在Q點。.我們在實驗室用如圖所示的裝置做了驗證牛頓第二定律的實驗，請完成下面兩小題（1）在本次試驗中我們要驗證的是FMma,我們控制總質量Mm不變，研究合外力F與加速度a之間是否滿足正比關系。其中M是小車的質量，m是砂桶的質量，把砂桶的重力mg當做合外力F,則該實驗中必要保證砂桶質量m遠小于小車質量M。（填“有”、“沒有”）（2）下列關于該實驗的注意事項，不必要的或者錯誤的是（）A.在實驗前必須先抬高木板以平衡摩擦力B.拉小車的細線必須和木板平面平行C.改變砂桶質量后，在做實驗之前必須再次平衡摩擦力D.做這個實驗的時候應該先打開電源再釋放小車【答案】⑴.沒有（2）.C【解析】【詳解】（1）[1]設輕繩的拉力為T,加速度為a,根據(jù)牛頓第二定律，對砂桶分析有：mgTma對小車分析有：TMa聯(lián)立解得：mgmMa由此可知，此時砂桶的重力mg即為整體的合外力F,控制總質量Mm不變，研究合外力F與加速度a之間是否滿足正比關系時，沒有必要保證砂桶質量m遠小于小車質量M;（2）[2]A.為保證整體的合外力是砂桶的重力mg,所以必須先抬高木板以平衡摩擦力，A正確，不符合題意；B.要保持拉線方向與木板平面平行，這樣輕繩的拉力才等于小車所受的合力，B正確，不符合題意；C.改變砂桶質量后，因為動摩擦力因數(shù)與傾角沒變化，所以不需要重新平衡摩擦力，C錯誤,符合題意；D.先開電源再釋放小車，這樣打出的紙帶上的點跡較多，處理數(shù)據(jù)更準確，D正確，不符合題意。故選C。24.如圖所示，是對一做平拋運動小球拍攝的閃光照片，照片的背景是一張方格紙，已知小方格的邊長為l0.004m,重力加速度g10m/s2,則拋出小球的初速度論=m/s.（不計一切阻力）

【答案】0.4【解析】【詳解】［1］平拋運動在豎直方向上是自由落體運動，根據(jù):igT2解得:0.004100.020.004100.02s根據(jù)水平方向上做勻速直線運動有:xV0

t代入數(shù)據(jù)解得:20.0040.020.4m/s25.某星球的質量約為地球質量的9倍，半徑約為地球的25.某星球的質量約為地球質量的9倍，半徑約為地球的—。若從地球上高h處平拋一物體,m。（忽4m。（忽射程為60m,則在該星球上從同樣的高度，以同樣的初速度平拋該物體，其射程為略星球及地球的自轉）【詳解】［1］設星球質量為M,半徑為R,地球質量為M,半徑為Ro根據(jù)題意有:1M9M,R-R,在星球表面，萬有引力等于重力得:4GM解得：g廠R2則該星球的重力加速度與重力加速度的比為:M與144MR2由題意從同樣高度拋出，則有:122gt122gt…>r1聯(lián)立解得：t—t12在地球上水平位移xv0t60m在星球上的水平位移四、計算題26.如圖，一小球從點沖0.4m,重力加速度g10m/s2,求:(1)要想讓小球能順少為多少?(2)若小球通過B四、計算題26.如圖，一小球從點沖0.4m,重力加速度g10m/s2,求:(1)要想讓小球能順少為多少?(2)若小球通過B5m/s,則小寸的速度為v后做平拋運動落在C點，求AC的距離?(1)2m/s；(2)2m。最高點B時的速度大小至3V0t過軌道的最而不掉下來，則小1-605m2(1)要想讓小球能順利通過軌道的最高點B而不掉下來，則在最高點僅由重力提供向心力,有:2Vbmgm-解得：vB2m/s所以小球在最高點B時的速度大小至少為2m/s(2)小球從B點飛出后做平拋運動落在C點，在豎直方向上有:2R1gt22解得：t0.4s小球水平方向做勻速直線運動，有：XacVBt50.42m27.2018年6月14日11時06分，探月工程嫦娥四號任務“鵲橋”中繼星成功實施軌道捕獲控制，進入環(huán)繞距月球的地月拉格朗日L2點的Halo使命軌道，成為世界首顆運行在地月L2點Halo軌道的衛(wèi)星?！谤o橋”可為衛(wèi)星、飛船等飛行器提供數(shù)據(jù)中繼和測控服務，并實現(xiàn)科學數(shù)據(jù)實時下傳至地面。若已知月球的質量為M,萬有引力常量為G,月球的半徑為R,“鵲橋”衛(wèi)星繞月球轉n圈所用的時間為t,求:“鵲橋”衛(wèi)星的周期T?“鵲橋”衛(wèi)星離月球表面的高度h?“鵲橋”衛(wèi)星的線速度v?【答案】(1)T；；⑵h^-GMrR；⑶v3pGMn【詳解】(1)【詳解】(1)由題意知，“鵲橋”衛(wèi)星繞月球轉n圈所用的時間為t,則其周期為:(2)根據(jù)萬有引力提供向心力有:mJ2RhT2解得：h解得：h(3)根據(jù)…,2GMn解得：v3.如圖所示，一種電動打夯機的結構為：在固定于夯上的電動機的轉軸上固定一個桿，桿的另一端固定一鐵塊(圖中陰影部分的圓球即為鐵塊)。工作時電動機帶動桿上的鐵塊在豎直平面內(nèi)勻速運動，則當鐵塊轉到最低點時，夯對地面產(chǎn)生很大的壓力而夯實地面。設夯(不包括鐵塊)的總質量為M,鐵塊的質量為m,桿長為L,重力加速度為g,桿的質量忽略不計。(1)若鐵塊的角速度為，則在圓周的最低點時桿對鐵塊的拉力是多少?(2)若鐵塊的線速度為v,且v較大，在圓周的最高點時桿對鐵塊是拉力，則桿對鐵塊的拉力是多少?(3)若鐵塊的轉速太大了，則當鐵塊在圓周的最高點時有可能會將夯帶離地面，在工作過程中為了保證安全，我們要求夯不能離開地面，則鐵塊勻速轉動的線速度最大為多少?(4)當鐵塊以第三問的線速度勻速轉動時，夯對地面產(chǎn)生的壓力的最大值是多少?【答案】(1)Tm2【答案】(1)Tm2Lmg；(2)2Tmv-mg;(3)vmMgL;(4)N2(mM)go【詳解】(1)鐵塊在最低點時，由桿的拉力和重力提供向心力，則有:2.TmgmL解得：Tm2Lmg(2)鐵塊的線速度為v,且v較大，在圓周的最高點時桿對鐵塊是拉力，根據(jù)牛頓第二定律有:2vTmgm一

2解得：Tm^-mg(3)當鐵塊運動到最高點時，打夯機才會離開地面，受到地面的支持力為零，此時設桿的拉力為F對M,根據(jù)平衡條件有:Mg對對M,根據(jù)平衡條件有:Mg對m,根據(jù)牛頓第二定律有:mgF2mgF2vm—L解得:mMgL解得:mMgLm,根據(jù)牛頓第二定律有:m,根據(jù)牛頓第二定律有:(4)當鐵塊轉至最低點時，夯對地面產(chǎn)生的壓力最大，對2vmgm—代入v得：F2mgMg對M,根據(jù)平衡條件有:NFMg解得：N2(mM)g五、綜合題.如圖所示，三個質量均為m的恒星系統(tǒng)，組成一個邊長為a的等邊三角形。它們僅受彼此之間的萬有引力作用，且正在繞系統(tǒng)的質心O點為圓心、在三角形所在的平面做勻速率圓周運動。則此系統(tǒng)的角速度。(提示：對于其中的任意一個恒星，另外兩顆恒星對它的萬有引力指向O點，且提供向心力)

【答案】3Gm【解析】［1］三個質量均為m的恒星系統(tǒng)，組成一個邊長為【答案】3Gm【解析】［1］三個質量均為m的恒星系統(tǒng)，組成一個邊長為a的等邊三角形，等邊三角形的角為60。；任意兩個星星之間的萬有引力為:2Gm22-

a根據(jù)平行四邊形定則，可得每一顆星星受到的合力:F合2Fcos30由幾何關系得:rcos30解得：r――a3根據(jù)某一星球所受的合外力提供向心力，有:2、3Gm2

a解得:3Gm解得:3Gm\a330.有三個物體A、B、C,物體A在赤道上隨地球一起自轉，物體A的向心力加速度為a1,物體B在地球大氣層外貼著地球表面飛（軌道半徑近似等于地球半徑），物體B的加速度為a2；且物體C的公轉物體C在離地心距離為且物體C的公轉周期與地球的自轉周期相同，物體C周期與地球的自轉周期相同，物體C的加速度為a3,則：a1：a2：a3=【答案】1:N3:N【詳解】［1］【詳解】［1］設地球自轉的周期為T,地球半徑為R,物體A在赤道上隨地球一起自轉，則有:4，a1普物體B在地球大氣層外貼著地球表面飛,根據(jù)萬有引和提供向心力，則有:MmBG廠m)Ba2RGM斛得：a22~R由題意知，物體C與地球同步，則有:物體B在地球大氣層外貼著地球表面飛,根據(jù)萬有引和提供向心力，則有:MmBG廠m)Ba2RGM斛得：a22~R由題意知，物體C與地球同步，則有:83/nr根據(jù)萬有引和提供向心力,則有:Mmc2mca3NR解得：a3GM2N