江苏南京市第一中学(高中)圆周运动达标检测(Word版 含解析)
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2024届江苏省南京市南京一中高三物理第一学期期中达标测试试题考生须知:1.全卷分选择题和非选择题两部分,全部在答题纸上作答。
选择题必须用2B铅笔填涂;非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。
2.请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。
3.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,在草稿纸、试题卷上答题无效。
一、单项选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1、“加油向未来”节目,做了一个大型科学实验,选了8名力气几乎相同的小朋友,水平拉动一辆130t重处于悬浮状态下的磁悬浮列车,列车在30s时间内前进了四、五米,然后,让4个小朋友在30s时间内用力拉整列磁悬浮列车,列车会怎样()A.移动2m以上B.移动1-2m C.移动距离不超过1m D.静止不动2、如图所示,甲、乙、丙、丁分别代表四辆车从同一地点同时出发的位移图象和速度图象,则下列说法正确的是()A.甲车做曲线运动,乙车做直线运动B.0~t1时间内,甲车的平均速度大于乙车的平均速度C.在t2时刻丁车在丙车的前面D.0~t2时间内,丙、丁两车都做匀变速直线运动3、下列关于功、功率的说法,正确的是()A.只要力作用在物体上,则该力一定对物体做功B.由P=Wt知,只要知道W和t就可求出任意时刻的功率C.摩擦力一定对物体做负功D.由P=Fv知,当汽车发动机功率一定时,牵引力与速度成反比4、在物理学的重大发现中,科学家们总结出了许多物理学方法,以下关于物理学研究方法的叙述正确的是()A.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法运用了假设法B.根据速度的定义式xvt∆=∆,当△t趋近于零时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义运用了微元法C.在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程等分成很多小段,然后将各小段位移相加,运用了微积分的方法.D.在对自由落体运动的研究中,伽利略猜想运动速度与下落时间成正比,并直接用实验进行了验证5、有关速度和加速度的关系.下列说法中正确的是()A.速度变化很大,加速度一定很大B.速度变化越来越快,加速度越来越小C.速度方向为正.加速度方向可能为负D.速度变化量的方向为正,加速度方向可能为负6、一弹丸在飞行到距离地面5 m高时仅有水平速度 v=2 m/s,爆炸成为甲、乙两块水平飞出,甲、乙的质量比为3∶1.不计质量损失,取重力加速度 g=10 m/s 2,则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是( )A.B.C.D.二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。
江苏省南京市中学高一物理月考试卷含解析一、 选择题:本题共5小题,每小题3分,共计15分.每小题只有一个选项符合题意1. (单选)火车转弯做圆周运动,如果外轨和内轨一样高,火车能匀速通过弯道做圆周运动,下列说法中正确的是( )A .火车通过弯道向心力的来源是外轨的水平弹力,所以外轨容易磨损B .火车通过弯道向心力的来源是内轨的水平弹力,所以内轨容易磨损C .火车通过弯道向心力的来源是火车的重力,所以内外轨道均不磨损D .以上三种说法都是错误的参考答案:A2. (单选)如图8所示,一定质量的物体用两根轻绳悬挂在空中,其中绳OA 固定不动,绳OB 在竖直平面内由水平方向向上转动,并且在转动过程中物体始终处于静止状态。
则在绳OB 由水平转至竖直的过程中,绳OB 的拉力的大小将( )A .一直变大B .一直变小C .先变大后变小D .先变小后变大参考答案:D3. 起重机将质量为m 的货物以恒定的加速度a 竖直吊起,在上升高度h 的过程中起重机对货物所做的功等于( )A.mghB.m(g +a)hC.m(g-a)hD.mah 参考答案: B4. 测量出万有引力常量G 的科学家是A .牛顿B .伽利略C .开普勒D .卡文迪许5. 如图所示,斜面上a 、b 、c 三点等距,小球从a 点正上方O 点抛出,做初速为v0的平抛运动,恰落在b 点.若小球初速变为v ,其落点位于c ,则 A .v0<v <2v0 B .v =2v0 C .2v0<v <3v0 D .v >3v0参考答案: A二、 填空题:本题共8小题,每小题2分,共计16分6. (6分)如图所示,在真空中同一条直线上的A 、B 两点固定有电荷量分别为+4Q 和-Q 的点电荷。
将另一个点电荷放在该直线上,可以使三个点电荷都只在电场力作用下保持静止,那么引入的这个点电荷的位置 (AB 之间,A 左侧,B 右侧),电性为 (正,负)电荷,电荷量为 。
参考答案:B 右侧,正,4Q7. 长为 L 的细线一端固定于O 点,另一端拴一质量为 m 的小球,如图所示。
一、第六章 圆周运动易错题培优(难)1.两个质量分别为2m 和m 的小木块a 和b (可视为质点)放在水平圆盘上,a 与转轴OO ’的距离为L ,b 与转轴的距离为2L ,a 、b 之间用强度足够大的轻绳相连,木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k 倍,重力加速度大小为g .若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动,开始时轻绳刚好伸直但无张力,用ω表示圆盘转动的角速度,下列说法正确的是( )A .a 、b 所受的摩擦力始终相等B .b 比a 先达到最大静摩擦力C .当2kgLω=a 刚要开始滑动 D .当23kgLω=b 所受摩擦力的大小为kmg 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】AB .木块随圆盘一起转动,静摩擦力提供向心力,由牛顿第二定律可知,木块受到的静摩擦力f =mω2r ,则当圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动时,木块b 的最大静摩擦力先达到最大值;在木块b 的摩擦力没有达到最大值前,静摩擦力提供向心力,由牛顿第二定律可知,f=mω2r ,a 和b 的质量分别是2m 和m ,而a 与转轴OO ′为L ,b 与转轴OO ′为2L ,所以结果a 和b 受到的摩擦力是相等的;当b 受到的静摩擦力达到最大后,b 受到的摩擦力与绳子的拉力合力提供向心力,即kmg +F =mω2•2L ①而a 受力为f′-F =2mω2L ②联立①②得f′=4mω2L -kmg综合得出,a 、b 受到的摩擦力不是始终相等,故A 错误,B 正确; C .当a 刚要滑动时,有2kmg+kmg =2mω2L +mω2•2L解得34kgLω=选项C 错误;D. 当b 恰好达到最大静摩擦时202kmg m r ω=⋅解得02kgLω=因为32432kg kg kgL L L >>,则23kgLω=时,b 所受摩擦力达到最大值,大小为kmg ,选项D 正确。
故选BD 。
2.如图所示,内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面,圆锥筒固定不动,两个质量相同的小球A 和B 紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动,则( )A .球A 的周期一定大于球B 的周期 B .球A 的角速度一定大于球B 的角速度C .球A 的线速度一定大于球B 的线速度D .球A 对筒壁的压力一定大于球B 对筒壁的压力 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】ABC .对小球受力分析,小球受到重力和支持力,它们的合力提供向心力,如图:根据牛顿第二定律,有22tan v F mg m mr rθω===解得tan v gr θ=tan g rθω=A 的半径大,则A 的线速度大,角速度小根据2Tπω=知A 球的周期大,选项AC 正确,B 错误; D .因为支持力cos mg N θ=知球A 对筒壁的压力一定等于球B 对筒壁的压力,选项D 错误。
一、第五章抛体运动易错题培优(难)1.一种定点投抛游戏可简化为如图所示的模型,以水平速度v1从O点抛出小球,正好落入倾角为θ的斜面上的洞中,洞口处于斜面上的P点,OP的连线正好与斜面垂直;当以水平速度v2从O点抛出小球,小球正好与斜面在Q点垂直相碰。
不计空气阻力,重力加速度为g,下列说法正确的是()A.小球落在P点的时间是1tanvgθB.Q点在P点的下方C.v1>v2D.落在P点的时间与落在Q点的时间之比是122vv【答案】D【解析】【分析】【详解】A.以水平速度v1从O点抛出小球,正好落入倾角为θ的斜面上的洞中,此时位移垂直于斜面,由几何关系可知1112112tan12v t vgtgtθ==所以112tanvtgθ=A错误;BC.当以水平速度v2从O点抛出小球,小球正好与斜面在Q点垂直相碰,此时速度与斜面垂直,根据几何关系可知22tanvgtθ=即22tanvtgθ=根据速度偏角的正切值等于位移偏角的正切值的二倍,可知Q点在P点的上方,21t t<,水平位移21x x>,所以21v v>,BC错误;D.落在P点的时间与落在Q点的时间之比是11222t vt v=,D正确。
故选D。
2.甲、乙两船在静水中航行的速度分别为5m/s和3m/s,两船从同一渡口过河,已知甲船以最短时间过河,乙船以最短航程过河,结果两船抵达对岸的地点恰好相同。
则水的流速为()A.3m/s B.3.75m/s C.4m/s D.4.75m/s【答案】B【解析】【分析】【详解】由题意,甲船以最短时间过河,乙船以最短航程过河,结果两船抵达对岸的地点恰好相同,可知,甲乙实际速度方向一样,如图所示可得tanvvθ=水甲cosvvθ=乙水两式相乘,得3sin=5vvθ=乙甲则3tan=4vvθ=水甲,解得v水=3.75m/s,B正确,ACD错误。
故选B。
3.如图所示,一铁球用细线悬挂于天花板上,静止垂在桌子的边缘, 细线穿过一光盘的中间孔,手推光盘在桌面上平移, 光盘带动细线紧贴着桌子的边缘以水平速度v匀速运动,当光盘由A位置运动到图中虚线所示的B位置时 ,细线与竖直方向的夹角为θ,此时铁球A .竖直方向速度大小为cos v θB .竖直方向速度大小为sin v θC .竖直方向速度大小为tan v θD .相对于地面速度大小为v 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】线与光盘交点参与两个运动,一是逆着线的方向运动,二是垂直线的方向运动,则合运动的速度大小为v ,由数学三角函数关系,则有:sin v v v θ==球线,而线的速度的方向,即为小球上升的速度大小,故B 正确,AC 错误;球相对于地面速度大小为()22sin v v v θ'=+,故D 错误.【点睛】对线与CD 光盘交点进行运动的合成与分解,此点既有逆着线方向的运动,又有垂直线方向的运动,而实际运动即为CD 光盘的运动,结合数学三角函数关系,即可求解.4.如图所示,斜面倾角不为零,若斜面的顶点与水平台AB 间高度相差为h (h ≠0),物体以速度v 0沿着光滑水平台滑出B 点,落到斜面上的某点C 处,物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角为φ1。
一、第二章匀变速直线运动的研究易错题培优(难)1.一列复兴号动车进站时做匀减速直线运动,车头经过站台上三个立柱A、B、C,对应时刻分别为t1、t2、t3,其x-t图像如图所示。
则下列说法正确的是()A.车头经过立柱B的速度为0312xt t-B.车头经过立柱A、B的平均速度为021xt t-C.动车的加速度为()()()()03212132312x t t tt t t t t t-+---D.车头通过立柱B、C过程速度的变化量为()()()032121312x t t tt t t t-+--【答案】B【解析】【分析】【详解】A.车头经过站台上立柱AC段的平均速度312ACACACx xvt t t==-由图可知,B点是AC段的位置中点,所以B点的瞬时速度应该大于AC段的平均速度,故A错误;B.车头经过立柱A、B的平均速度为21ABABABxxvt t t==-故B正确;C.根据中间时刻的速度等于平均速度得,动车的加速度为021331213121322(2)()()()22AC ABv v x t t tvat t t tt t t t t t t---∆===--∆----故C错误;D.车头通过立柱B、C过程速度的变化量为021331212(2)()()x t t tv a tt t t t--∆=∆=--故D错误;故选B。
2.某物体做直线运动,设该物体运动的时间为t,位移为x,其21xt t-图象如图所示,则下列说法正确的是()A.物体做的是匀加速直线运动B.t=0时,物体的速度为abC.0~b时间内物体的位移为2ab2D.0~b时间内物体做匀减速直线运动,b~2b时间内物体做反向的匀加速直线运动【答案】D【解析】【分析】【详解】AD.根据匀变速直线运动位移时间公式212x v t a t=+加得2112xv at t=+加即21xt t-图象是一条倾斜的直线。
所以由图象可知物体做匀变速直线运动,在0~b时间内物体做匀减速直线运动,b~2b时间内物体做反向的匀加速直线运动,选项A错误,D正确;B.根据数学知识可得:221av k abb===选项B错误;C.根据数学知识可得1-2a a=加解得-2a a=加将t =b 代入2012x v t a t =+加得 ()2220112222x v t a t ab b a b ab =+=⨯+⨯-⨯=加选项C 错误。
一、第六章 圆周运动易错题培优(难)1.如图所示,用一根长为l =1m 的细线,一端系一质量为m =1kg 的小球(可视为质点),另一端固定在一光滑锥体顶端,锥面与竖直方向的夹角θ=30°,当小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动的角速度为ω时,细线的张力为T ,取g=10m/s 2。
则下列说法正确的是( )A .当ω=2rad/s 时,T 3+1)NB .当ω=2rad/s 时,T =4NC .当ω=4rad/s 时,T =16ND .当ω=4rad/s 时,细绳与竖直方向间夹角大于45° 【答案】ACD 【解析】 【分析】 【详解】当小球对圆锥面恰好没有压力时,设角速度为0ω,则有cos T mg θ=20sin sin T m l θωθ=解得0532rad/s 3ω= AB .当02rad/s<ωω=,小球紧贴圆锥面,则cos sin T N mg θθ+=2sin cos sin T N m l θθωθ-=代入数据整理得(531)N T =A 正确,B 错误;CD .当04rad/s>ωω=,小球离开锥面,设绳子与竖直方向夹角为α,则cos T mg α= 2sin sin T m l αωα=解得16N T =,o 5arccos 458α=>CD 正确。
故选ACD 。
2.如图所示,水平圆盘可绕竖直轴转动,圆盘上放有小物体A 、B 、C ,质量分别为m 、2m 、3m ,A 叠放在B 上,C 、B 离圆心O 距离分别为2r 、3r 。
C 、B 之间用细线相连,圆盘静止时细线刚好伸直无张力。
已知C 、B 与圆盘间动摩擦因数为μ,A 、B 间摩擦因数为3μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g ,现让圆盘从静止缓慢加速,则( )A .当23grμω=时,A 、B 即将开始滑动 B .当2grμω=32mgμ C .当grμω=C 受到圆盘的摩擦力为0D .当25grμω=C 将做离心运动 【答案】BC 【解析】 【详解】A. 当A 开始滑动时有:2033A f mg m r μω==⋅⋅解得:0grμω=当23ggrrμμω=<AB 未发生相对滑动,选项A 错误;B. 当2ggrrμμω=<时,以AB 为整体,根据2F mr ω向=可知29332F m r mg ωμ⋅⋅=向= B 与转盘之间的最大静摩擦力为:23Bm f m m g mg μμ=+=()所以有:Bm F f >向此时细线有张力,设细线的拉力为T , 对AB 有:2333mg T m r μω+=⋅⋅对C 有:232C f T m r ω+=⋅⋅解得32mg T μ=,32C mgf μ= 选项B 正确;C. 当ω=时,AB 需要的向心力为:2339AB Bm F m r mg T f ωμ'⋅⋅=+==解得此时细线的拉力96Bm T mg f mg μμ'-== C 需要的向心力为:2326C F m r mg ωμ⋅⋅==C 受到细线的拉力恰好等于需要的向心力,所以圆盘对C 的摩擦力一定等于0,选项C 正确;D. 当ω=C 有: 212325C f T m r mg ωμ+=⋅⋅=剪断细线,则1235C Cm f mg f mg μμ=<= 所以C 与转盘之间的静摩擦力大于需要的向心力,则C 仍然做匀速圆周运动。
一、第四章 运动和力的关系易错题培优(难)1.如图所示,质量为m 的木块在质量为M 的长木板上受到向右的拉力F 的作用向右滑行,长木板处于静止状态,已知木块与木板间的动摩擦因数为1μ,木板与地面间的动摩擦因数为2μ,有以下几种说法:①木板受到地面的摩擦力的大小一定是1mg μ②木板受到地面的摩擦力的大小一定是2()m M g μ+③当2()F m M g μ>+时,木板便会开始运动④无论怎样改变F 的大小,木板都不可能运动则上述说法正确的是( )A .②③B .①④C .①②D .②④【答案】B【解析】【分析】【详解】①②.对木板:水平方向受到木块对它向右的滑动摩擦力f 1和地面的向左的静摩擦力f 2的作用,由平衡条件得 211f f mg μ==①正确,②错误;③④.木块对木板的摩擦力为11f mg μ=地面对木板的最大静摩擦力为2max 2()f m M g μ=+所以木块对木板的摩擦力f 1不大于地面对木板的最大静摩擦力,当F 改变时,f 1不变,则木板不可能运动,③错误,④正确。
因此说法正确的是①④,选项B 正确,ACD 错误。
故选B 。
2.沿平直公路匀速行驶的汽车上,固定着一个正四棱台,其上、下台面水平,如图为俯视示意图。
在顶面上四边的中点a 、b 、c 、d 沿着各斜面方向,同时相对于正四棱台无初速释放4个相同小球。
设它们到达各自棱台底边分别用时T a 、T b 、T c 、T d ,到达各自棱台底边时相对于地面的机械能分别为E a 、E b 、E c 、E d (取水平地面为零势能面,忽略斜面对小球的摩擦力)。
则有( )A .a b c d T T T T ===,a b d c E E E E >=>B .a b c d T T T T ===,a b d c E E E E ==>C .a b d d T T T T <=<,a b d c E E E E >=>D .a b d d T T T T <=<,a b d cE E E E ===【答案】A【解析】【分析】由题意可知,根据相对运动规律可以确定小球的运动状态,根据功的计算式,通过判断力和位移的夹角可判断弹力做功的情况,从而确定落地时的动能。
一、第六章 圆周运动易错题培优(难)1.如图所示,有一可绕竖直中心轴转动的水平足够大圆盘,上面放置劲度系数为k 的弹簧,弹簧的一端固定于轴O 上,另一端连接质量为m 的小物块A (可视为质点),物块与圆盘间的动摩擦因数为μ,开始时弹簧未发生形变,长度为L ,若最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,重力加速度为g ,物块A 始终与圆盘一起转动。
则( )A .当圆盘角速度缓慢地增加,物块受到摩擦力有可能背离圆心B .当圆盘角速度增加到足够大,弹簧将伸长C gLμ D .当弹簧的伸长量为x mg kxmLμ+【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】AB .开始时弹簧未发生形变,物块受到指向圆心的静摩擦力提供圆周运动的向心力;随着圆盘角速度缓慢地增加,当角速度增加到足够大时,物块将做离心运动,受到摩擦力为指向圆心的滑动摩擦力,弹簧将伸长。
在物块与圆盘没有发生滑动的过程中,物块只能有背离圆心的趋势,摩擦力不可能背离圆心,选项A 错误,B 正确;C .设圆盘的角速度为ω0时,物块将开始滑动,此时由最大静摩擦力提供物体所需要的向心力,有20mg mL μω=解得0gLμω=选项C 正确;D .当弹簧的伸长量为x 时,物块受到的摩擦力和弹簧的弹力的合力提供向心力,则有2mg kx m x L μω+=+()解得mg kxm x L μω+=+()选项D 错误。
故选BC 。
2.高铁项目的建设加速了国民经济了发展,铁路转弯处的弯道半径r 是根据高速列车的速度决定的。
弯道处要求外轨比内轨高,其内外轨高度差h 的设计与r 和速率v 有关。
下列说法正确的是( )A .r 一定的情况下,预设列车速度越大,设计的内外轨高度差h 就应该越小B .h 一定的情况下,预设列车速度越大,设计的转弯半径r 就应该越大C .r 、h 一定,高速列车在弯道处行驶时,速度越小越安全D .高速列车在弯道处行驶时,速度太小或太大会对都会对轨道产生很大的侧向压力 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】如图所示,两轨道间距离为L 恒定,外轨比内轨高h ,两轨道最高点连线与水平方向的夹角为θ。
一、第一章 运动的描述易错题培优(难)1.A 、B 、C 三个物体同时在同一地点沿同一方向做直线运动,如图为他们的位移﹣﹣时间图象,由图象可知,物体在t o 时间内( )A .A 物体的平均速度最大B .三个物体的平均速度一样大C .三个物体的平均速率一样大D .三个物体的平均速率关系为V A >V B =V C 【答案】BD 【解析】由图象看出,在0~t 0时间内,三个物体的位移△x 相同,所用时间相同,则平均速度都相同,故A 错误、B 正确;由图象看出,在0~t 0时间内,A 的路程最大,BC 路程相等,故三个物体的平均速率关系为v A >v B =v C ,故C 错误,D 正确;故选BD.点睛:本题关键抓住位移图象的斜率大小等于速度、纵坐标的变化量表示位移来分析图象的意义;注意理解BC 的运动特点.2.高速公路上用位移传感器测车速,它的原理如图所示,汽车D 向右匀速运动,仪器C 在某一时刻发射超声波脉冲(即持续时间很短的一束超声波),经过时间t 1接收到被D 反射回来的超声波,过一小段时间后又发射一个超声波脉冲,发出后经过时间t 2再次接收到反射回来的信号,已知超声波传播的速度为v 0,两次发射超声波脉冲的时间间隔为△t ,则下面说法正确的是( )A .第一次脉冲测得汽车和仪器C 的距离为0112v t B .第二次脉冲测得汽车和仪器C 的距离为02v t C .位移传感器在两次测量期间,汽车前进距离为0211()2v t tD .测得汽车前进速度为02121()2v t t t t t -+∆-【答案】ACD 【解析】 【分析】 【详解】AB .超声波是匀速运动的,往返时间相同,第一次脉冲测得汽车和仪器C 的距离为0112v t ,第二次脉冲测得汽车和仪器C 的距离为0212v t ,故A 正确,B 错误; C .则两次测量期间,汽车前进的距离为()02112s v t t =- 故C 正确;D .超声波两次追上汽车的时间间隔为1222t t t t '∆=∆-+ 故速度()021212v t t sv t t t t -=='∆+∆- 故D 正确。
一、选择题1.如图所示,一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度ω转动,盘面与水平面的夹角为15,盘面上离转轴距离为1m r =处有一质量1kg m =的小物体,小物体与圆盘始终保持相对静止,且小物体在最低点时受到的摩擦力大小为6.6N 。
若重力加速度g 取l0m/s 2,sin150.26=,则下列说法正确的是( )A 2m/sB .小物体受到合力的大小始终为4NC .小物体在最高点受到摩擦力大小为0.4N ,方向沿盘面指向转轴D .小物体在最高点受到摩擦力大小为1.4N ,方向沿盘面背离转轴B解析:BA .在最低点对小物体受力分析,有重力,支持力和摩擦力。
将重力沿着盘面和垂直于盘面分解。
由题意可知,小球做匀速圆周运动,则小球所受合力提供向心力,即2f sin15v F mg m r-= 解得2m/s v =所以A 错误;B .由A 选项分析可知,小球所受合力为f =sin154N F F mg -=合所以B 正确;CD .由于小球做匀速圆周运动,所以小球在圆轨道任意位置时,所受合力的大小都是相等的。
即在最高点,小球所受合力为4N ,受力分析,可得重力沿盘面向下的分力为 1sin15 2.6N G mg ==由于1G F <合所以可知,此时小球所受摩擦力方向沿盘面指向转轴,大小为f 1 1.4N F F G '=-=合所以CD 错误。
故选B 。
2.一个风力发电机叶片的转速为19~30转每分钟,转子叶片的轴心通过低速轴跟齿轮箱连接在一起,再通过齿轮箱把高速轴的转速提高到低速轴转速的50倍左右,最后由高速轴驱动发动机工作。
即使风力发电机的叶片转得很慢也依然可以发电。
如图所示为三级[一级增速轴(Ⅱ轴)、二级增速轴(Ⅲ轴)、输出轴(Ⅳ轴)]增速箱原理图,已知一级增速轴(Ⅱ轴)与输入轴(Ⅰ轴)的速比为3.90,二级增速轴(Ⅲ轴)与一级增速轴(Ⅱ轴)的速比为3.53,输出轴(Ⅳ轴)与二级增速轴(Ⅲ轴)的速比为3.23(速比=输出轴转速输入轴转速)。
一、选择题1.“木卫二”在离木星表面高h 处绕木星近似做匀速圆周运动,其公转周期为T ,把木星看作一质量分布均匀的球体,木星的半径为R ,万有引力常量为G 。
若有另一卫星绕木星表面附近做匀速圆周运动,则木星的质量和另一卫星的线速度大小分别为( )A .()3222R h GT π+ B .()3222R h GT π+C .()3224R h GTπ+D .()3224R h GT π+ 2.“坦普尔一号”彗星绕太阳运行的轨道是一个椭圆,其运动周期为5.74年,则关于“坦普尔一号”彗星的下列说法中正确的是( ) A .彗星绕太阳运动的角速度不变B .彗星在近日点处的线速度大于远日点处的线速度C .彗星在近日点处的加速度小于远日点处的加速度D .彗星在近日点处的机械能小于远日点处的机械能3.对于绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星,下列说法错误的是( ) A .卫星做匀速圆周运动的向心力是由地球对卫星的万有引力提供的 B .轨道半径越大,卫星线速度越大 C .轨道半径越大,卫星线速度越小 D .同一轨道上运行的卫星,线速度大小相等4.2020年6月23日,北斗三号最后一颗全球组网卫星在西昌卫星发射中心发射成功,这颗卫星为地球静止轨道卫星,距地面高度为H 。
已知地球半径为R ,自转周期为T ,引力常量为G 。
下列相关说法正确的是( ) A .该卫星的观测范围能覆盖整个地球赤道线B .该卫星绕地球做圆周运动的线速度大于第一宇宙速度C .可以算出地球的质量为2324πH GTD .可以算出地球的平均密度为3233π)R H GT R +(5.“嫦娥三号”是我国第一个月球软着陆无人探测器,当它在距月球表面为100m 的圆形轨道上运行时,周期为18mim 。
已知月球半径和引力常量,由此不能推算出( ) A .月球的质量 B .“嫦娥三号”的质量C .月球的第一宇宙速度D .“嫦娥三号”在该轨道上的运行速度6.已知地球表面的重力加速度为g ,地面上空离地面高度等于地球半径的某点有一卫星恰好经过,该卫星的质量为m ,则该卫星在该点的重力大小为( ) A .mgB .12mg C .13mgD .14mg7.2020年7月23日12时41分,我国在文昌航天发射场,用长征五号遥四运载火箭成功发射我国首枚火星探测器“天问一号”。
一、选择题1.甲乙两同学沿直线从A 地到B 地,甲同学前一半位移平均速度为v ,后一半位移平均速度为2v ,乙同学前一半时间平均速度为v ,后一半时间平均速度为2v 。
则关于两同学全程平均速度v 甲、v 乙的关系,下列正确的是( ) A .v v >甲乙B .v v <甲乙C .v v =甲乙D .2v v =甲乙2.下列说法,正确的是( )A .只有固定在地面上的物体才能作为参考系B .物体通过一段路程,但位移可能为零C .速度是描述物体的位置变化快慢的物理量,速度大表示物体位置变化大D .前5 秒指的是时间间隔,第5秒内指的是时刻 3.下列描述的运动中,说法正确的是( ) A .速度方向为正,则加速度方向为正 B .速度变化量方向为正,则加速度方向为负 C .速度变化越大,则加速度越大D .速度变化越快,则加速度越大4.一质点以初速度v 0沿x 轴正方向运动,已知加速度方向沿x 轴正方向,在加速度a 的值由零逐渐增大到某一值后再逐渐减小到零的过程中,该质点( ) A .速度先增大后减小,直到加速度等于零为止 B .速度一直在先减小后增大,直到加速度等于零为止 C .位移先增大,后减小,直到加速度等于零为止 D .位移一直在增大,到加速度等于零之后仍继续增大 5.下面关于质点的说法正确的是( ) A .研究和观察日食现象时可把太阳看作质点 B .研究地球的公转时可把地球看作质点 C .研究地球的自转时可把地球看作质点 D .原子很小,因此把原子看作质点6.某人沿直线做单方向运动,由A 到B 的速度为v 1。
由B 到C 的速度为v 2,若AB = BC ,则这全过程的平均速度是( ) A .122νν+ B .1212ννν-+vC .12122()νννν+ D .12122νν+v v 7.某校举行2020年度游泳运动会中,高一小明同学在50m 自由泳比赛中游出了26.98s 的成绩;高二小陈同学在100m 蛙泳比赛中游出了70.84s 的成绩,都获得了第一名,(学校泳池长度为25m ),下列说法正确的是( ) A .小明的平均速度等于小陈的平均速度 B .小明的速度一定比小陈的速度快C .在研究小陈和小明泳姿的时候,可以将他们俩当质点D .比赛过程中,以小明为参考系,他的对手一定向后运动8.测得某短跑运动员在100m 跑步比赛中5s 末的速度为10.4m/s ,10s 末到达终点的速度是10.2m/s 此运动员在这100m 中的平均速度为( )A.10.4m/s B.10.3m/sC.10.2m/s D.10m/s9.关于加速度与速度,下列说法正确的是()A.物体的加速度增大,速度可能减小B.物体的加速度减小,速度一定减小C.物体的速度为零时,加速度一定为零a≠)始终不变,速度也始终不变D.物体的加速度(0v=速度水平飞来的排球迎面击出,击后球以30m/s的10.一排球运动员跳起将以020m/s速率水平返回,已知运动员与排球接触时间为0.25s。
一、第三章相互作用——力易错题培优(难)1.如图所示,O点有一个很小的光滑轻质圆环,一根轻绳AB穿过圆环,A端固定,B端悬挂一个重物。
另一根轻绳一端固定在C点,另一端系在圆环上,力F作用在圆环上。
圆环静止时,绳OC与绳OA水平,F与OA的夹角为45°。
现改变力F,圆环位置不变,且重物始终处于平衡状态,则下列说法中正确的是()A.改变F方向时绳AB中拉力将改变B.当F沿逆时针旋转时,F先增大后减小C.当F沿顺时针旋转时,绳OC中的拉力先增大后减小D.F沿逆时转过的角度不能大于90°【答案】D【解析】【分析】【详解】A.因为重物始终处于平衡状态,所以AB绳子的拉力的大小与重物的重力大小相等,不变化,选项A错误;BC.对环受力分析,环受AO和BO两绳子的拉力,以及绳子CO和F的拉力;环的位置不变,则AB绳子的拉力不变,AO与BO的合力也不变,方向沿它们的角平分线,根据共点力平衡的特点可知,CO与F的合力与AO、BO的合力大小相等,方向相反;当力F的方向变化时,做出F与CO上的拉力的变化如图:由图可知,当沿逆时针族转时,F先减小后增大,绳OC的拉力减小;而当F沿顺时针旋转时,F逐渐增大,绳OC的拉力增大,选项BC错误;D.由于F与CO绳子的拉力的合力方向与水平方向之间的夹角是45°,可知F沿逆时转过的角度不能大于90°,选项D正确。
故选D。
2.如图所示,在固定光滑半球体球心正上方某点悬挂一定滑轮,小球用绕过滑轮的绳子被站在地面上的人拉住。
人拉动绳子,球在与球面相切的某点缓慢运动到接近顶点的过程中,试分析半球对小球的支持力N 和绳子拉力T 大小如何变化( )A .N 增大,T 增大B .N 增大,T 减小C .N 不变,T 减小D .N 不变,T 增大【答案】C 【解析】【分析】【详解】 对球受力分析,受重力、支持力和拉力,根据平衡条件作图,如图所示图中矢量三角形与三角形ABC 相似,故mg N T AC BC AB== 解得BC N mg AC =AB T mg AC= 由于AB 变小,AC 不变、BC 也不变,故N 不变,T 变小,故ABD 错误,C 正确; 故选C 。
一、选择题1.下列关于圆周运动的说法中正确的是()A.匀速圆周运动是一种匀变速曲线运动B.广州随地球自转的线速度大于北京的线速度C.图中转盘上跟随水平转盘匀速转动的物块收到重力支持力、静摩擦力和向心力共4个力的作用D.时针与分针的角速度之比为1∶602.如图所示,水平桌面上放了一个小型的模拟摩天轮模型,将一个小物块置于该模型上某个吊篮内,随模型一起在竖直平面内沿顺时针匀速转动,二者在转动过程中保持相对静止()A.物块在d处受到吊篮的作用力一定指向圆心B.整个运动过程中桌面对模拟摩天轮模型的摩擦力始终为零C.物块在a处可能处于完全失重状态D.物块在b处的摩擦力可能为零3.中国选手王峥在第七届世界军人运动会上获得链球项目的金牌。
如图所示,王峥双手握住柄环,站在投掷圈后缘,经过预摆和3~4圈连续加速旋转及最后用力,将链球掷出。
整个过程可简化为加速圆周运动和斜抛运动,忽略空气阻力,则下列说法中正确的是()A.链球圆周运动过程中,链球受到的拉力指向圆心B.链球掷出后做匀变速运动C.链球掷出后运动时间与速度的方向无关D.链球掷出后落地水平距离与速度方向无关4.自行车的发明使人们能够以车代步,既省力又提高了速度。
如图所示,自行车大、小齿轮的边缘上分别有A、B两点。
这两点以下物理量大小相同的是()A.角速度B.线速度C.周期D.向心加速度5.某活动中有个游戏节目,在水平地面上画一个大圆,甲、乙两位同学(图中用两个点表示)分别站在圆周上两个位置,两位置的连线为圆的一条直径,如图所示,随着哨声响起,他们同时开始按图示方向沿圆周追赶对方。
若甲、乙做匀速圆周运动的速度大小分别为1v和2v,经时间t乙第一次追上甲,则该圆的直径为()A.()212t v vπ-B.()122t v vπ+C.()21t v vπ-D.()12t v vπ+6.和谐号动车以80m/s的速率转过一段弯道,某乘客发现放在桌面上的指南针在10s内匀速转过了约10︒。
一、选择题1.如图所示,一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E 运行,在P 点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动。
下列说法正确的是( )A .不论在轨道1还是轨道2运行,卫星在P 点的速度都相同B .不论在轨道1还是轨道2运行,卫星在P 点的加速度都相同C .卫星在轨道1的任何位置都具有相同的加速度D .卫星在轨道2的任何位置都具有相同的速度2.2020年6月23日,北斗三号最后一颗全球组网卫星在西昌卫星发射中心发射成功,这颗卫星为地球静止轨道卫星,距地面高度为H 。
已知地球半径为R ,自转周期为T ,引力常量为G 。
下列相关说法正确的是( )A .该卫星的观测范围能覆盖整个地球赤道线B .该卫星绕地球做圆周运动的线速度大于第一宇宙速度C .可以算出地球的质量为2324πH GT D .可以算出地球的平均密度为3233π)R H GT R ( 3.2019年1月3日,“嫦娥四号”成为了全人类第一个在月球背面成功实施软着陆的探测器。
为了减小凹凸不平的月面可能造成的不利影响,“嫦娥四号”采取了近乎垂直的着陆方式。
测得“嫦娥四号”近月环绕周期为T ,月球半径为R ,引力常量为G ,下列说法正确的是( )A .“嫦娥四号”着陆前的时间内处于失重状态B .“嫦城四号”着陆前近月环绕月球做圆周运动的速度为7.9km/sC .月球表面的重力加速度g =24πR T D .月球的密度为ρ=23πGT4.2013年6月20日,我国首次实现太空授课,航天员王亚平在飞船舱内与地面学生实时交流了51分钟。
设飞船舱内王亚平的质量为m ,用R 表示地球的半径,r 表示飞船的轨道半径,g 表示地球表面处的重力加速度,则下列说法正确的是( )A.飞船所在轨道重力加速度为零B.飞船绕地球做圆周运动的周期为 51 分钟C.王亚平受到地球的引力大小为22mgRrD.王亚平绕地球运动的线速度大于 7.9km/h5.如图,a、b、c三颗卫星绕地球做匀速圆周运动,已知m a>m b,则下列说法正确的是()A.a、b受到的万有引力大小相等B.a的向心加速度小于b的向心加速度C.a的周期大于c的周期D.a的线速度大于c的线速度6.如图所示的三个人造地球卫星,则说法正确的是()A.卫星可能的轨道为a、b、cB.卫星可能的轨道为a、cC.同步卫星可能的轨道为a、cD.同步卫星可能的轨道为a、b7.2018年11月20日,国内首颗商业低轨卫星“嘉定一号”在酒泉卫星发射中心成功升空,随后卫星进入预定匀速圆周运动的轨道,它也是中国首个全球低轨通信卫星星座“翔云”的首发星,开启了中国天基物联探测新时代,下列说法正确的是()A.该卫星的发射速度小于7.9km/sB.据了解该卫星在距离地面约400km的近地轨道运行,则可以估算卫星所受的万有引力C.该卫星在预定轨道上的周期等于同步卫星的周期D.该卫星接到地面指令需要变轨至更高轨道,则卫星应向后喷气加速8.根据开普勒关于行星运动的规律和圆周运动知识知:太阳对行星的引力F ∝2m ,行星对太阳的引力F ′∝2M r ,其中M 、m 、r 分别为太阳质量、行星质量和太阳与行星间的距离。
一、第六章圆周运动易错题培优(难)1.如图所示,一个竖直放置半径为R的光滑圆管,圆管内径很小,有一小球在圆管内做圆周运动,下列叙述中正确的是()A.小球在最高点时速度v gRB.小球在最高点时速度v由零逐渐增大,圆管壁对小球的弹力先逐渐减小,后逐渐增大C.当小球在水平直径上方运动时,小球对圆管内壁一定有压力D.当小球在水平直径下方运动时,小球对圆管外壁一定有压力【答案】BD【解析】【分析】【详解】A.小球恰好通过最高点时,小球在最高点的速度为零,选项A错误;<B.在最高点时,若v gR2v-=mg N mR可知速度越大,管壁对球的作用力越小;>若v gR2v+=N mg mR可知速度越大,管壁对球的弹力越大。
选项B正确;C.当小球在水平直径上方运动,恰好通过最高点时,小球对圆管内外壁均无作用力,选项C错误;D.当小球在水平直径下方运动时,小球受竖直向下的重力,要有指向圆心的向心力,则小球对圆管外壁一定有压力作用,选项D正确。
故选BD。
2.如图所示,两个啮合的齿轮,其中小齿轮半径为10cm,大齿轮半径为20cm,大齿轮中C点离圆心O2的距离为10cm,A、B两点分别为两个齿轮边缘上的点,则A、B、C三点的()A .线速度之比是1:1:2B .角速度之比是1:2:2C .向心加速度之比是4:2:1D .转动周期之比是1:2:2 【答案】CD 【解析】 【分析】 【详解】A .同缘传动时,边缘点的线速度相等v A =v B ①同轴转动时,各点的角速度相等ωB =ωC ②根据v =ωr ③由②③联立代入数据,可得B C 2v v =④由①④联立可得v A :v B :v C =2:2:1A 错误;B .由①③联立代入数据,可得A B :2:1ωω=⑤再由②⑤联立可得A B C ::2:1:1ωωω=⑥B 错误; D .由于2T πω=⑦由⑥⑦联立可得A B C ::1:2:2T T T =D 正确; C .根据2a r ω= ⑧由⑥⑧联立代入数据得A B C ::4:2:1a a a =C正确。
一、选择题1.如图所示,一个水平大圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动,一个小孩坐在距圆心为r处的P点不动(P未画出),关于小孩的受力,以下说法正确的是()A.小孩在P点不动,因此不受摩擦力的作用B.小孩随圆盘做匀速圆周运动,其重力和支持力的合力充当向心力C.小孩随圆盘做匀速圆周运动,圆盘对他的摩擦力充当向心力D.若使圆盘以较小的转速转动,小孩在P点受到的摩擦力不变2.关于做匀速圆周运动物体的线速度、角速度、周期的关系,下列说法中正确的是()A.线速度大的角速度一定大B.线速度大的周期一定小C.角速度大的周期一定小D.角速度大的半径一定小3.关于匀速圆周运动,下列说法正确的是()A.由2var可知,匀速圆周运动的向心加速度恒定B.向心加速度只改变线速度的方向,不改变线速度的大小C.匀速圆周运动也是一种平衡状态D.向心加速度越大,物体速率变化越快4.如图所示,一圆盘可绕一通过圆心且垂直于盘面的竖直轴转动,在圆盘上放一块橡皮,橡皮块随圆盘一起转动(俯视为逆时针)。
某段时间圆盘转速不断增大,但橡皮块仍相对圆盘静止,在这段时间内,关于橡皮块所受合力F的方向的四种表示(俯视图)中,正确的是()A.B.C.D.5.如图所示,竖直转轴OO'垂直于光滑水平桌面,A是距水平桌面高h的轴上的一点,A 点固定有两铰链。
两轻质细杆的一端接到铰链上,并可绕铰链上的光滑轴在竖直面内转动,细杆的另一端分别固定质量均为m的小球B和C,杆长AC>AB>h,重力加速度为g。
当OO'轴转动时,B、C两小球以O为圆心在桌面上做圆周运动。
在OO'轴的角速度ω由零缓慢增大的过程中,下列说法正确的是()A.两小球的线速度大小总相等B.两小球的向心加速度大小总相等C.当ω=gh时,两小球对桌面均无压力D.小球C先离开桌面6.我国将在2022年举办冬季奥运会,届时将成为第一个实现奥运“全满贯”国家。
图示为某种滑雪赛道的一部分,运动员(可视为质点)由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道。
一、第六章 圆周运动易错题培优(难)1.如图所示,在水平圆盘上放有质量分别为m 、m 、2m 的可视为质点的三个物体A 、B 、C ,圆盘可绕垂直圆盘的中心轴OO '转动.三个物体与圆盘的动摩擦因数均为0.1μ=,最大静摩擦力认为等于滑动摩擦力.三个物体与轴O 共线且OA =OB =BC =r =0.2 m ,现将三个物体用轻质细线相连,保持细线伸直且恰无张力.若圆盘从静止开始转动,角速度极其缓慢地增大,已知重力加速度为g =10 m/s 2,则对于这个过程,下列说法正确的是( )A .A 、B 两个物体同时达到最大静摩擦力 B .B 、C 两个物体的静摩擦力先增大后不变 C .当5/rad s ω>时整体会发生滑动D 2/5/rad s rad s ω<<时,在ω增大的过程中B 、C 间的拉力不断增大 【答案】BC 【解析】ABC 、当圆盘转速增大时,由静摩擦力提供向心力.三个物体的角速度相等,由2F m r ω=可知,因为C 的半径最大,质量最大,故C 所需要的向心力增加最快,最先达到最大静摩擦力,此时2122C mg m r μω= ,计算得出:112.5/20.4grad s rμω=== ,当C 的摩擦力达到最大静摩擦力之后,BC 开始提供拉力,B 的摩擦力增大,达最大静摩擦力后,AB 之间绳开始有力的作用,随着角速度增大,A 的摩擦力将减小到零然后反向增大,当A 与B 的摩擦力也达到最大时,且BC 的拉力大于AB 整体的摩擦力时物体将会出现相对滑动,此时A 与B 还受到绳的拉力,对C可得:22222T mg m r μω+= ,对AB 整体可得:2T mg μ= ,计算得出:2grμω=当15/0.2grad s rμω>== 时整体会发生滑动,故A 错误,BC 正确; D 、 2.5rad/s 5rad/s?ω<<时,在ω增大的过程中B 、C 间的拉力逐渐增大,故D 错误; 故选BC2.两个质量分别为2m 和m 的小木块a 和b (可视为质点)放在水平圆盘上,a 与转轴OO ’的距离为L ,b 与转轴的距离为2L ,a 、b 之间用强度足够大的轻绳相连,木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k 倍,重力加速度大小为g .若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动,开始时轻绳刚好伸直但无张力,用ω表示圆盘转动的角速度,下列说法正确的是( )A .a 、b 所受的摩擦力始终相等B .b 比a 先达到最大静摩擦力C .当2kgLω=a 刚要开始滑动 D .当23kgLω=b 所受摩擦力的大小为kmg 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】AB .木块随圆盘一起转动,静摩擦力提供向心力,由牛顿第二定律可知,木块受到的静摩擦力f =mω2r ,则当圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动时,木块b 的最大静摩擦力先达到最大值;在木块b 的摩擦力没有达到最大值前,静摩擦力提供向心力,由牛顿第二定律可知,f=mω2r ,a 和b 的质量分别是2m 和m ,而a 与转轴OO ′为L ,b 与转轴OO ′为2L ,所以结果a 和b 受到的摩擦力是相等的;当b 受到的静摩擦力达到最大后,b 受到的摩擦力与绳子的拉力合力提供向心力,即kmg +F =mω2•2L ①而a 受力为f′-F =2mω2L ②联立①②得f′=4mω2L -kmg综合得出,a 、b 受到的摩擦力不是始终相等,故A 错误,B 正确; C .当a 刚要滑动时,有2kmg+kmg =2mω2L +mω2•2L解得34kgLω=选项C 错误;D. 当b 恰好达到最大静摩擦时202kmg m r ω=⋅解得02kgLω=因为32432kg kg kgL L L >>,则23kgLω=时,b 所受摩擦力达到最大值,大小为kmg ,选项D 正确。
故选BD 。
3.如图,质量为m 的物块,沿着半径为R 的半球形金属壳内壁滑下,半球形金属壳竖直放置,开口向上,滑到最低点时速度大小为v ,若物体与球壳之间的摩擦因数为μ,则物体在最低点时,下列说法正确的是( )A .滑块对轨道的压力为2v mg m R+B .受到的摩擦力为2v m RμC .受到的摩擦力为μmgD .受到的合力方向斜向左上方【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】A .根据牛顿第二定律2N v F mg m R-=根据牛顿第三定律可知对轨道的压力大小2NN v F F mg m R'==+ A 正确;BC .物块受到的摩擦力2N ()v f F mg m Rμμ==+BC 错误;D .水平方向合力向左,竖直方向合力向上,因此物块受到的合力方向斜向左上方,D 正确。
故选AD 。
4.如图所示,在水平圆盘上沿半径方向放置用细线相连的质量均为m 的A 、B 两个物块(可视为质点)。
A 和B 距轴心O 的距离分别为r A =R ,r B =2R ,且A 、B 与转盘之间的最大静摩擦力都是f m ,两物块A 和B 随着圆盘转动时,始终与圆盘保持相对静止。
则在圆盘转动的角速度从0缓慢增大的过程中,下列说法正确的是( )A .B 所受合力一直等于A 所受合力 B .A 受到的摩擦力一直指向圆心C .B 受到的摩擦力先增大后不变D .A 、B 两物块与圆盘保持相对静止的最大角速度ωm = 2mf mR【答案】CD 【解析】 【分析】 【详解】当圆盘角速度比较小时,由静摩擦力提供向心力。
两个物块的角速度相等,由2F m r ω=可知半径大的物块B 所受的合力大,需要的向心力增加快,最先达到最大静摩擦力,之后保持不变。
当B 的摩擦力达到最大静摩擦力之后,细线开始提供拉力,根据2m 2T f m R ω+=⋅2A T f m R ω+=可知随着角速度增大,细线的拉力T 增大,A 的摩擦力A f 将减小到零然后反向增大,当A 的摩擦力反向增大到最大,即A m =f f -时,解得m2f mRω=角速度再继续增大,整体会发生滑动。
由以上分析,可知AB 错误,CD 正确。
故选CD 。
5.如图所示,内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面,圆锥筒固定不动,两个质量相同的小球A 和B 紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动,则( )A .球A 的周期一定大于球B 的周期 B .球A 的角速度一定大于球B 的角速度C .球A 的线速度一定大于球B 的线速度D .球A 对筒壁的压力一定大于球B 对筒壁的压力 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】ABC .对小球受力分析,小球受到重力和支持力,它们的合力提供向心力,如图:根据牛顿第二定律,有22tan v F mg m mr rθω===解得tan v gr θ=tan g rθω=A 的半径大,则A 的线速度大,角速度小根据2Tπω=知A 球的周期大,选项AC 正确,B 错误; D .因为支持力cos mg N θ=知球A 对筒壁的压力一定等于球B 对筒壁的压力,选项D 错误。
故选AC 。
6.如图甲所示,半径为R 、内壁光滑的圆形细管竖直放置,一可看成质点的小球在圆管内做圆周运动,当其运动到最高点A 时,小球受到的弹力F 与其过A 点速度平方(即v 2)的关系如图乙所示。
设细管内径略大于小球直径,则下列说法正确的是( )A .当地的重力加速度大小为R bB .该小球的质量为a bR C .当v 2=2b 时,小球在圆管的最高点受到的弹力大小为a D .当0≤v 2<b 时,小球在A 点对圆管的弹力方向竖直向上 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】AB .在最高点,根据牛顿第二定律2mv mg F R-= 整理得2mv F mg R=- 由乙图斜率、截距可知a mg =, m a R b=整理得a m Rb =,b g R= A 错误,B 正确;C .由乙图的对称性可知,当v 2=2b 时F a =-即小球在圆管的最高点受到的弹力大小为a ,方向竖直向下,C 正确; D .当0≤v 2<b 时,小球在A 点对圆管的弹力方向竖直向下,D 错误。
故选BC 。
7.高铁项目的建设加速了国民经济了发展,铁路转弯处的弯道半径r 是根据高速列车的速度决定的。
弯道处要求外轨比内轨高,其内外轨高度差h 的设计与r 和速率v 有关。
下列说法正确的是( )A .r 一定的情况下,预设列车速度越大,设计的内外轨高度差h 就应该越小B .h 一定的情况下,预设列车速度越大,设计的转弯半径r 就应该越大C .r 、h 一定,高速列车在弯道处行驶时,速度越小越安全D .高速列车在弯道处行驶时,速度太小或太大会对都会对轨道产生很大的侧向压力 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】如图所示,两轨道间距离为L 恒定,外轨比内轨高h ,两轨道最高点连线与水平方向的夹角为θ。
当列车在轨道上行驶时,利用自身重力和轨道对列车的支持力的合力来提供向心力,有2=tan h v F mg mg m L rθ==向A . r 一定的情况下,预设列车速度越大,设计的内外轨高度差h 就应该越大,A 错误;B .h 一定的情况下,预设列车速度越大,设计的转弯半径r 就应该越大,B 正确;C .r 、h 一定,高速列车在弯道处行驶时,速度越小时,列车行驶需要的向心力过小,而为列车提供的合力过大,也会造成危险,C 错误;D .高速列车在弯道处行驶时,向心力刚好有列车自身重力和轨道的支持力提供时,列车对轨道无侧压力,速度太小内轨向外有侧压力,速度太大外轨向内有侧压力,D 正确。
故选BD 。
8.如图所示,足够大的水平圆台中央固定一光滑竖直细杆,原长为L 的轻质弹簧套在竖直杆上,质量均为m 的光滑小球A 、B 用长为L 的轻杆及光滑铰链相连,小球A 穿过竖直杆置于弹簧上。
让小球B 以不同的角速度ω绕竖直杆匀速转动,当转动的角速度为ω0时,小球B 刚好离开台面。
弹簧始终在弹性限度内,劲度系数为k ,重力加速度为g ,则A .小球均静止时,弹簧的长度为L -mgkB .角速度ω=ω0时,小球A 对弹簧的压力为mgC .角速度ω02kgkL mg-D .角速度从ω0继续增大的过程中,小球A 对弹簧的压力不变 【答案】ACD 【解析】 【详解】A .若两球静止时,均受力平衡,对B 球分析可知杆的弹力为零,B N mg =;设弹簧的压缩量为x ,再对A 球分析可得:1mg kx =,故弹簧的长度为:11mgL L x L k=-=-, 故A 项正确;BC .当转动的角速度为ω0时,小球B 刚好离开台面,即0BN '=,设杆与转盘的夹角为θ,由牛顿第二定律可知:20cos tan mg m L ωθθ=⋅⋅ sin F mg θ⋅=杆而对A 球依然处于平衡,有:2sin k F mg F kx θ+==杆而由几何关系:1sin L x Lθ-=联立四式解得:2k F mg =,02kgkL mgω=-则弹簧对A 球的弹力为2mg ,由牛顿第三定律可知A 球队弹簧的压力为2mg ,故B 错误,C 正确;D .当角速度从ω0继续增大,B 球将飘起来,杆与水平方向的夹角θ变小,对A 与B 的系统,在竖直方向始终处于平衡,有:2k F mg mg mg =+=则弹簧对A 球的弹力是2mg ,由牛顿第三定律可知A 球队弹簧的压力依然为2mg ,故D 正确; 故选ACD 。