时间:2017-08-22 02:01:33
1、计算题 （20分）游客对过山车的兴趣在于感受到力的变化，这既能让游客感到刺激，但又不会受伤，设计者通过计算“受力因子”来衡量作用于游客身上的力，“受力因子”等于座椅施加给游客的力除以游客自身的重力，可以利用传感器直接显示数值。如图所示为过山车简化原理图：左边部分是装有弹射系统的弹射区，中间部分是作为娱乐主体的回旋区，右边部分是轨道的末端的制动区。某位质量m=60kg游客坐过山车运动过程中，在轨道A处时“受力因子”显示为7，在轨道B处时“受力因子”显示为0.5，在轨道C处时的“受力因子”显示为0.6。己知大回环轨道半径R=10m，重力加速度g取l0m/s2，则
(1)该游客在C处时是超重状态还是失重状态？
(2)求该游客从A处运动到B处过程中损失的机械能；
(3)在设计时能否将弹射区和制动区的位置互换？试用文字定性分析说明。
参考答案：（1）失重状态 （2）1.5×103 （3）不能
本题解析：（1）因C处受力因子显示0.6，即游客对座椅的压力为0.6mg，所以处于失重状态
（2）该游客在轨道A处受到的座椅的作用力FA=7mg，由牛顿第二定律可得：
，则
该游客在轨道B处受到的座椅的作用力FB=0.5mg，由牛顿第二定律可得：
,则
设游客机械能损失为ΔE，则：
解得：ΔE=0.25mgR=1.5×103J
（3）不能，这样存在安全问题和设计缺陷，后来速度不断减小，过山车可能过不了B处
考点：本题考查圆周运动、机械能
本题难度：一般
2、选择题 如图所示，下列哪个物体做的不是圆周运动（ ）
A．
正在拐弯的汽车
B．
随水车转动的水
C．
穿过苹果瞬间的子弹
D．
在过山车上旋转的列车
参考答案：A、正在拐弯的汽车划过的是一段圆弧，其速度方向变化，加速度指向圆心，摩擦力提供向心力，是圆周运动，故A选项错误；
B、随水车转动的水运动轨迹是圆周，其速度方向变化，加速度指向圆心，是圆周运动，故B选项错误；
C、穿过苹果瞬间的子弹速度大小减小，但方向不变，是减速直线运动，故C选项正确；
D、在过山车上旋转的列车运动轨迹是圆周，其速度方向变化，加速度指向圆心，是圆周运动，故D选项错误；
故选C．
本题解析：
本题难度：简单
3、选择题 两质量相同的物体做匀速圆周运动，运动半径之比为4︰3，受到向心力之比为3︰4．则这两物体的动能之比为（?）
A．16︰9
B．9︰16
C．1︰1
D．4︰3
参考答案：C
本题解析：根据题意可得
，
，又因为
，所以可得
，所以动能比为1:1，C正确，
点评：组本题的关键是掌握匀变速圆周运动中，各个物理量之间的关系共识
本题难度：一般
4、选择题 关于匀速圆周直线运动，下列说法正确的是（ ）
A．匀速圆周运动是一种匀速运动
B．匀速圆周运动是一种匀变速运动
C．匀速圆周运动是一种变加速运动
D．物体做匀速圆周运动时合力方向垂直于速度方向，不改变线速度的大小和方向
参考答案：A、匀速圆周运动速度大小不变，方向变化，速度是变化的，是变速运动，故A错误．
? B、匀速圆周运动加速度始终指向圆心，方向时刻在变化，加速度是变化的，故B错误．
? C、匀速圆周运动是变加速运动．故C正确．
? D、匀速圆周运动受的力是向心力，指向圆心，方向时刻在变化，不是恒力．此力改变线速度的方向，故D错误．
故选C
本题解析：
本题难度：简单
5、简答题 观察自行车的主要传动部件,了解自行车是怎样用链条传动来驱后轮前进的,如图6—5—4甲所示,图6—5—4中的乙是链条传动的示意图,两个齿轮俗称“牙盘”.试分析并讨论:
（1）同一齿轮上各点的线速度、角速度是否相同?
（2）两个齿轮相比较,其边缘的线速度是否相同?角速度是否相同?转速是否相同?
（3）两个齿轮的转速与齿轮的直径有什么关系?你能推导出两齿轮的转速n1、n2与齿轮的直径d1、d2的关系吗?
参考答案：（1）角速度相同,线速度不同;（2）两个齿轮边缘的线速度相同,两个齿轮的角速度不同,转速当然也不同.（3）n1d1= n2d2,转速与直径成反比.
本题解析：自行车前进进,链条不会脱离齿轮打滑,因而两个齿轮边缘的线速度必定相同.但两个齿轮的直径不同,根据公式v=ωr可知,两个齿轮的角速度不同,且角速度与直径成反比.（1）同一齿轮上各点绕同一轴转动,因而各点的角速度相同,但同一齿轮上各点,因到转轴的距离不同,由v=ωr知,其线速度不同.（2）自行车前进时,链条不会脱离齿轮打滑,因而两个齿轮边缘的线速度必定相同.但两个齿轮的直径不同,根据v=ωr可知,两个齿轮的角速度不同,且角速度与直径成反比.角速度ω和转速n存在关系: ω=2πn,两齿轮角速度不同,转速当然也不同.（3）因两齿轮边缘线速度相同,而线速度和角速度的关系是: v=ωr, ω=2πn,故2πn1R1=2πn2R2,即n1d1= n2d2,转速与直径成反比.
本题难度：简单