时间:2017-08-07 15:09:06
1、选择题 如图所示,小物体从半圆形碗边以一定的初速度v0滑向碗底,由于摩擦力作用,下滑过程中速率保持不变,则以下说法正确的是( )
A.小物体所受合外力保持不变
B.小物体与碗间的压力越来越小
C.小物体与碗间的摩擦力越来越大
D.小物体与碗间的摩擦因数越来越小
参考答案:A、物块做匀速圆周运动,所受的合外力的大小不变,方向始终指向圆心,是个变力.故A错误;
? B:对小球所受重力做沿圆弧的切向和径向做力的分解,设竖直方向与切向的夹角为θ,
小物体对圆弧的压力来自于重力在径向的分力和向心力之和即为:N=mgsinθ+mv2r,运动过程中,θ逐渐增大,因此压力增大,故B错误;
? C:考虑摩擦力,由于压力逐渐增大,因此一般情况下,摩擦力应该增大,但是这里由于小球运动状态的限制,在小球运动方向上,合力是保持不变的,由于重力沿运动方向的分量mgcosθ的减小可知,摩擦力非但未增加,还减小了.故C错误;
? D:在C的基础上,由沿运动方向受力平衡得:mgcosθ=μ(mgsinθ+mv2r),可见,若μ保持不变,随着θ的增大,左边在减小,右边在增加,等式显然是无法成立的,也就是说,小物体的匀速运动状态是无法保持的,因此摩擦因数μ必然减小.故D正确.
故选D
本题解析:
本题难度:简单
2、简答题 如图所示,在内壁光滑的平底试管内放一个质量为1g的小球,试管的开口端加盖与水平轴O连接.试管底与O点相距5cm,试管在转轴带动下,在竖直平面内做匀速圆周运动.求:
(1)转轴的角速度达到多大时,试管底所受压力的最大值等于最小值的3倍?
(2)转轴的角速度满足什么条件时,会出现小球与试管底脱离接触的情况?(g=10m/s2,结果可以保留根号)
参考答案:(1)在最高点时对试管的压力最小,根据向心力公式有:
Nmin+mg=mω2r
在最低点时对试管的压力最大,根据向心力公式有:
Nmax-mg=mω2r
因为Nmax=3Nmin
所以解得:ω=20rad/s;
(2)当小球对试管的压力正好等于0时,小球刚好与试管分离,根据向心力公式得:
mg=mω02r?
解得:ω0=10
本题解析:
本题难度:一般
3、简答题 “嫦娥一号”探月卫星与稍早前日本的“月亮女神号”探月卫星不同,“嫦娥一号”卫星是绕月极地轨道上运动的,加上月球的
自转,因而“嫦娥一号”卫星能探测到整个月球的表面.12月11日“嫦娥一号”卫星CCD相机已对月球表面进行成像探测,并获取了月球背面部分区域的影像图.卫星在绕月极地轨道上做圆周运动时距月球表面高为H,绕行的周期为TM;月球地公转的周期为TE,半径为R0.地球半径为RE,月球半径为RM.试解答下列问题:
(1)若忽略地球及太阳引力对绕月卫星的影响,试求月球与地球质量之比;
(2)当绕月极地轨道的平面与月球绕地公转的轨道平面垂直,也与地心到月心的连线垂直(如图所示).此时探月卫星向地球发送所拍摄的照片,此照片由探月卫星传送到地球最少需要多长时间?已知光速为c.
参考答案:(1)由牛顿第二定律得F向=man=m(2πT)2r
月球绕地公转由万有引力提供向心力得,GM月M地R20=M月(2πTE)2R0
同理,探月卫星绕月运动时有:GM月M卫(RM+H)2=M卫(2πTM)2(RM+H)
由上两式联立解得:M月M地=(TETM)2×(RM+HR0)3;
(2)设探月极地轨道上卫星到地心的距离为L0,则卫星到地面最短距离为L0-RE,由几何知识得:
? L02=R02+(RM+H)2
将照片发回地面的时间
t=L0-REc=
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 如图所示,放置在水平圆盘上的小物块A跟着圆盘一起做匀速圆周运动。则A的受力情况是
[? ]
A.受重力、支持力
B.受重力、支持力和指向圆心的摩擦力
C.受重力、支持力、向心力和摩擦力
D.以上均不正确
参考答案:B
本题解析:
本题难度:简单
5、选择题 如图5-5-9所示,两轮用皮带传动,没有打滑,A、B、C三点位置关系如图.若r1>r2,O1C=r2.则这三点的向心加速度的关系是( )
图5-5-9
A.AA=AB=AC
B.AC>AA>AB
C.AC<AA<AB
D.AC=AB>AA
参考答案:C
本题解析:依据及
进行分析推理.切记两轮边缘上各点线速度相等,同轮各点角速度相等.
对A与B两点,因,由
知,
;对A与C两点,因
,由
知
,故
.
本题难度:简单