1、2015-2016学年江苏省扬州市高邮市界首中学高一(下)质检物理试卷一、单项选择题(本题共10小题,每小题3分,共计30分每小题只有一个选项符合题意)1关于匀速圆周运动的特征,下列说法错误的是()A周期不变B合力大小不变C角速度不变D向心加速度不变2如图所示,小物块A与圆盘保持相对静止,跟着圆盘一起作匀速圆周运动,则下列关于A的受力情况说法正确的是()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、摩擦力和向心力D受重力、支持力和与运动方向相同的摩擦力3一球绕直径匀速转动,如图所示,球面上有A、B两点,则()A可能vAvB,也可能vAvBBA、B两点的向心加速度都指向球心
2、0C由a=可知aAaBD由a=2r可知aAaB4图中,杂技演员在表演水流星节目时,盛水的杯子在竖直平面内做圆周运动,当杯子经过最高点时,里面的水也不会流出来,这是因为()A水处于失重状态,不受重力的作用B水受的合力为零C水受的合力提供向心力,使水做圆周运动D杯子特殊,杯底对水有吸引力5秋千的吊绳有些磨损在摆动过程中,吊绳最容易断裂的时候是秋千()A摆到最低点时B摆到最高点时C在下摆过程中D在上摆过程中6一轻杆一端固定质量为m的小球,以另一端O为圆心,使小球在竖直面内做半径为R的圆周运动,如图所示,则下列说法正确的是()A小球过最高点时,杆所受到的弹力可以等于零B小球过最高点的最小速度是C小球过
3、最高点时,杆对球的作用力一定随速度增大而增大D小球过最高点时,杆对球的作用力一定随速度增大而减小7若某星球的质量和半径均为地球的一半,那么质量为50kg的宇航员在该星球上的重力是地球上重力的()ABC2倍D4倍8太阳表面半径为R,平均密度为,地球表面半径和平均密度分别为R和,地球表面附近的重力加速度为g0,则太阳表面附近的重力加速度g()A g0B g0C g0D g09我国发射的“嫦娥一号”探月卫星简化后的轨道示意图如图3所示,卫星由地面发射后,经过发射轨道进入停泊轨道,然后在停泊轨道经过调速后进入地月转移轨道,再次调速后进入工作轨道卫星开始对月球进行探测已知地球与月球的质量之比为a,卫星的
4、停泊轨道与工作轨道的半径之比为b,卫星在停泊轨道(可视为近地卫星轨道)和工作轨道上均可视为做匀速圆周运动,则()A卫星在停泊轨道和工作轨道运行的速度之比为B卫星在停泊轨道和工作轨道运行的周期之比为C卫星在停泊轨道运行的速度大于第一宇宙速度7.9km/sD卫星在停泊轨道运行的速度小于地球赤道上随地球自转的物体的运动速度10如图所示,探测器在贴近水星表面的圆形轨道上做匀速圆周运动,而后在A点改变速度进入椭圆轨道上,忽略探测器在椭圆轨道上所受外界阻力,则下列说法中正确的是()A探测器在轨道上A点运行速率大于在轨道上B点速率B探测器在轨道上某点的速率可能等于在轨道上速率C探测器在轨道上运行的周期小于在
5、轨道运行的周期D探测器在轨道和轨道上A点加速度大小不同二、多项选择题(本题共5小题,每小题4分,共计20分每小题至少有两个选项符合题意)11在光滑的横杆上穿着两质量不同的两个小球,小球用细线连接起来,当转台匀速转动时,下列说法正确的是()A两小球速率必相等B两小球角速度必相等C两小球到转轴距离与其质量成反比D两小球加速度必相等12如图所示,两根长度不同的细线分别系有两个小球m1、m2,细线的上端都系于O点设法让两个小球在同一水平面上做匀速圆周运动已知两细线长度之比L1:L2=:1,L1跟竖直方向的夹角为60角,下列说法错误的是()A两小球做匀速圆周运动的角速度相等B两小球做匀速圆周运动的线速度
6、相等C两小球的质量比一定是m1:m2=:1DL2细线跟竖直方向成45角13如图,两个质量均为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,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运动,用表示圆盘转动的角速度,下列说法正确的是()Ab一定比a先开始滑动Ba,b所受的摩擦力始终相等C当=时,b开始滑动的临界角速度D当=时,a所受摩擦力的大小为kmg14如图所示,飞行器P绕某星球做匀速圆周运动,星球相对飞行器的张角为,下列说法正确的是()A轨道半径越大,周期越长B轨道半径越大,速度越大C若测得周期
7、和张角,可得到星球的平均密度D若测得周期和轨道半径,可得到星球的平均密度15嫦娥工程分为“无人月球探测”、“载人登月”和“建立月球基地”三个阶段如图所示,关闭发动机的航天飞机,在月球引力作用下,沿椭圆轨道由A点向月球靠近,并将在椭圆轨道的近月点B与空间站对接已知空间站绕月圆轨道的半径为r,周期为T,引力常量为G,月球半径为R下列说法中正确的是()A航天飞机与空间站成功对接前必须点火减速B月球的质量为M=C月球表面的重力加速度为g=D月球表面的重力加速度g二、填空题(本题共2小题,共计18分每空3分)16如图所示的皮带传动装置中,轮A和B同轴,A、B、C分别是三个轮边缘上的质点,且rA=rC=2
8、rB,则角速度之比B:C=,线速度vA:vC=,向心加速度之比aA:aB=17太阳的两颗行星AB绕太阳做匀速圆周运动,已知两行星质量之比为4:1,它们到太阳的距离之比为4:1,则它们绕太阳运动的线速度之比为,角速度之比为,向心加速度之比为三、计算题(本题共2小题,共计32分)18如图所示一辆箱式货车的后视图该箱式货车在水平路面上做弯道训练圆弧形弯道的半径为R=8m,车轮与路面间的动摩擦因数为=0.8,滑动摩擦力等于最大静摩擦力货车顶部用细线悬挂一个小球P,在悬点O处装有拉力传感器车沿平直路面做匀速运动时,传感器的示数为F0=4N取g=10m/s2(1)该货车在此圆弧形弯道上做匀速圆周运动时,为
9、了防止侧滑,车的最大速度vm是多大?(2)该货车某次在此弯道上做匀速圆周运动,稳定后传感器的示数为F=5N,此时细线与竖直方向的夹角是多大?此时货车的速度v是多大?19由中国科学院、中国工程院两院院士评出的2012年中国十大科技进展新闻,于2013年1月19日揭晓,“神九”载人飞船与“天宫一号”成功对接排在第一若地球半径为R,把地球看做质量分布均匀的球体,地球表面的重力加速度大小为g,引力常量为G天宫一号轨道距离地面高度为h(1)“天宫一号”绕地心转一周的时间是多少?(2)设想地球的密度不变,自转周期不变,但地球球体半径变为原来的一半,仅考虑地球和同步卫星之间的相互作用力,则该“设想地球”的同
10、步卫星的轨道半径与以前地球的同步卫星轨道半径的比值是多少?2015-2016学年江苏省扬州市高邮市界首中学高一(下)质检物理试卷参考答案与试题解析一、单项选择题(本题共10小题,每小题3分,共计30分每小题只有一个选项符合题意)1关于匀速圆周运动的特征,下列说法错误的是()A周期不变B合力大小不变C角速度不变D向心加速度不变【考点】匀速圆周运动【分析】线速度、向心力、角速度是矢量,有大小有方向,要保持不变,大小和方向都不变在匀速圆周运动的过程中,速度的方向时刻改变,加速度、向心力的方向始终指向圆心,所以方向也是时刻改变【解答】解:A、匀速圆周运动角速度不变,周期不变,故AC正确;B、匀速圆周运
11、动由合外力提供向心力,则合外力力的大小不变,方向始终指向圆心,故B正确;D、向心加速度大小不变,方向时刻指向圆心,时刻变化,则向心加速度变化,故D错误本题选错误的,故选:D2如图所示,小物块A与圆盘保持相对静止,跟着圆盘一起作匀速圆周运动,则下列关于A的受力情况说法正确的是()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、摩擦力和向心力D受重力、支持力和与运动方向相同的摩擦力【考点】共点力平衡的条件及其应用;向心力【分析】物体做匀速圆周运动,故合力提供向心力,隔离物体受力分析即可;向心力是按照力的作用效果命名的,由合力提供,也可以认为由静摩擦力提供!【解答】解:隔离物体分
12、析,该物体做匀速圆周运动;对物体受力分析,如图,受重力G,向上的支持力N,重力与支持力二力平衡,然后既然匀速转动,就要有向心力(由摩擦力提供),指向圆心的静摩擦力;故选B3一球绕直径匀速转动,如图所示,球面上有A、B两点,则()A可能vAvB,也可能vAvBBA、B两点的向心加速度都指向球心0C由a=可知aAaBD由a=2r可知aAaB【考点】线速度、角速度和周期、转速【分析】向心加速度方向指向圆心,A、B的加速度都是垂直转轴直线转轴,它们都不是指向圆心;由于AB两点是同轴转动,故它们的角速度相同,由图可知rArB,根据a=2r知aAaB,根据v=r知vAvB【解答】解:A、由于AB两点是同轴
13、转动,故它们的角速度相同,由图可知rArB,根据v=r,可知vAvB,故A错误;B、质点A、B的向心加速度方向都指向圆心,如题图,A、B的加速度都是垂直转轴直线转轴,它们都不是指向圆心故B错误C、由于AB两点是同轴转动,故它们的角速度相同,由图可知rArB,而且vAvB,所以不能使用a=判断知aA和aB的关系故C错误D、由于AB两点是同轴转动,故它们的角速度相同,由图可知rArB,根据a=2r可知aAaB,故D正确故选:D4图中,杂技演员在表演水流星节目时,盛水的杯子在竖直平面内做圆周运动,当杯子经过最高点时,里面的水也不会流出来,这是因为()A水处于失重状态,不受重力的作用B水受的合力为零C
14、水受的合力提供向心力,使水做圆周运动D杯子特殊,杯底对水有吸引力【考点】向心力;牛顿第二定律【分析】水做圆周运动,通过最高点时,水受到的重力和弹力的合力等于向心力【解答】解:A、当杯子经过最高点时,里面的水处于失重状态,但失重时物体的重力并未变化,故A错误;B、当杯子经过最高点时,水受重力和向下的支持力,合力提供向心力,不为零,故B错误;C、水做圆周运动,经过最高点时,水受重力和向下的支持力,合力提供向心力,故C正确;D、杯底对水只有向下的弹力,无吸引力,故D错误;故选C5秋千的吊绳有些磨损在摆动过程中,吊绳最容易断裂的时候是秋千()A摆到最低点时B摆到最高点时C在下摆过程中D在上摆过程中【考
15、点】向心力【分析】单摆在摆动的过程中,靠径向的合力提供向心力,通过牛顿第二定律分析哪个位置拉力最大【解答】解:因为单摆在摆动过程中,靠径向的合力提供向心力,设单摆偏离竖直位置的夹角为,则有:Tmgcos=m,因为最低点时,速度最大,最小,则绳子的拉力最大,所以摆动最低点时绳最容易断裂故A正确,B、C、D错误故选:A6一轻杆一端固定质量为m的小球,以另一端O为圆心,使小球在竖直面内做半径为R的圆周运动,如图所示,则下列说法正确的是()A小球过最高点时,杆所受到的弹力可以等于零B小球过最高点的最小速度是C小球过最高点时,杆对球的作用力一定随速度增大而增大D小球过最高点时,杆对球的作用力一定随速度增
16、大而减小【考点】向心力;物体的弹性和弹力【分析】小球在最高点,杆子可以表现为支持力,也可以表现为拉力,在最高点的最小速度为零,根据牛顿第二定律分析杆子对小球的作用力随速度变化的关系【解答】解:A、当小球到达最高点弹力为零时,重力提供向心力,有mg=,解得v=,即当速度v=时,杆子所受的弹力为零故A正确B、小球通过最高点的最小速度为零故B错误C、小球在最高点,若,则有:,杆子的作用力随着速度的增大而减小,若v,则有:,杆子的作用力随着速度增大而增大故C、D错误故选:A7若某星球的质量和半径均为地球的一半,那么质量为50kg的宇航员在该星球上的重力是地球上重力的()ABC2倍D4倍【考点】万有引力
17、定律及其应用【分析】根据万有引力等于重力求出重力加速度的表达式,结合质量和半径关系求出重力加速度之比,从而确定星球上重力是地球上重力的倍数【解答】解:根据得,重力加速度g=因为星球质量和半径均为地球的一半,则星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的2倍,所以质量为50kg的宇航员在该星球上的重力是地球上重力的2倍故C正确,A、B、D错误故选:C8太阳表面半径为R,平均密度为,地球表面半径和平均密度分别为R和,地球表面附近的重力加速度为g0,则太阳表面附近的重力加速度g()A g0B g0C g0D g0【考点】万有引力定律及其应用【分析】在太阳表面,重力等于万有引力,据此列式后求解出质量表达
18、式,在根据密度的定义可以求解出太阳表面的重力加速度【解答】解:在太阳表面,重力等于万有引力,故:mg=G解得:M= 密度:= 联立解得:g= 同理,地球表面重力加速度为:g0= 联立解得:故:g=g0故选:C9我国发射的“嫦娥一号”探月卫星简化后的轨道示意图如图3所示,卫星由地面发射后,经过发射轨道进入停泊轨道,然后在停泊轨道经过调速后进入地月转移轨道,再次调速后进入工作轨道卫星开始对月球进行探测已知地球与月球的质量之比为a,卫星的停泊轨道与工作轨道的半径之比为b,卫星在停泊轨道(可视为近地卫星轨道)和工作轨道上均可视为做匀速圆周运动,则()A卫星在停泊轨道和工作轨道运行的速度之比为B卫星在停
19、泊轨道和工作轨道运行的周期之比为C卫星在停泊轨道运行的速度大于第一宇宙速度7.9km/sD卫星在停泊轨道运行的速度小于地球赤道上随地球自转的物体的运动速度【考点】万有引力定律及其应用【分析】根据万有引力提供向心力得出线速度、周期与轨道半径和中心天体质量的关系,结合地球和月球的质量之比,以及停泊轨道和工作轨道的半径之比求出线速度之比、周期之比第一宇宙速度是绕地球做匀速圆周运动的最大环绕速度【解答】解:A、根据知,v=,地球与月球的质量之比为a,卫星的停泊轨道与工作轨道的半径之比为b,则卫星在停泊轨道和工作轨道运行的速度之比为,故A正确B、根据得,T=,地球与月球的质量之比为a,卫星的停泊轨道与工
20、作轨道的半径之比为b,则卫星在停泊轨道和工作轨道运行的周期之比为,故B错误C、7.9km/s是卫星贴近地球表面做匀速圆周运动的速度,是绕地球做匀速圆周运动最大的环绕速度,可知卫星在停泊轨道运行的速度小于第一宇宙速度7.9km/s,故C错误D、卫星在停泊轨道上运行的速度大于同步卫星的线速度,根据v=r知,卫星在停泊轨道上运行的速度大于地球赤道上随地球自转物体的速度,故D错误故选:A10如图所示,探测器在贴近水星表面的圆形轨道上做匀速圆周运动,而后在A点改变速度进入椭圆轨道上,忽略探测器在椭圆轨道上所受外界阻力,则下列说法中正确的是()A探测器在轨道上A点运行速率大于在轨道上B点速率B探测器在轨道
21、上某点的速率可能等于在轨道上速率C探测器在轨道上运行的周期小于在轨道运行的周期D探测器在轨道和轨道上A点加速度大小不同【考点】万有引力定律及其应用【分析】根据万有引力提供向心力得出线速度与轨道半径的关系,从而比较不同圆轨道上的线速度大小,结合变轨的原理确定轨道上A点运行速率与在轨道上B点速率的大小关系根据开普勒第三定律比较探测器在轨道和轨道上的周期大小根据牛顿第二定律比较加速度的大小【解答】解:A、根据开普勒第二定律知探测器与水星的连线在相等时间内扫过的面积相同,则知A点速率大于B点速率,故A正确;B、根据万有引力提供向心力,以及离心运动的特点可知,在轨道上,近地点的速率大于,根据向心运动的特
22、点可知,在远地点速度小于,故探测器在轨道上某点的速率在这两数值之间,故可能等于在轨道上的速率,故B正确;C、根据开普勒第三定律知,k=,轨道的半长轴大于轨道的半径,则探测器在轨道上运行的周期大于在轨道运行的周期,故C错误D、探测器在轨道和轨道上A点所受的万有引力相同,根据F=ma知加速度相同,故D错误故选:AB二、多项选择题(本题共5小题,每小题4分,共计20分每小题至少有两个选项符合题意)11在光滑的横杆上穿着两质量不同的两个小球,小球用细线连接起来,当转台匀速转动时,下列说法正确的是()A两小球速率必相等B两小球角速度必相等C两小球到转轴距离与其质量成反比D两小球加速度必相等【考点】线速度
23、、角速度和周期、转速【分析】两球做圆周运动,角速度相等,靠细线的弹力提供向心力,根据向心力的关系结合胡克定律和牛顿第二定律求出距离中心的距离【解答】解:BC、两球相当于做共轴转动,角速度相同,因为细线对A、B两球的弹力相等,知A、B两球做圆周运动的向心力相等,有:m1r12=m2r22所以:r1:r2=m2:m1,故BC正确;A、根据v=r知它们线速度与半径成正比,即与质量成反比,故A错误;D、根据a=2r知加速度与半径成正比,即与质量成反比,故D错误;故选:BC12如图所示,两根长度不同的细线分别系有两个小球m1、m2,细线的上端都系于O点设法让两个小球在同一水平面上做匀速圆周运动已知两细线
24、长度之比L1:L2=:1,L1跟竖直方向的夹角为60角,下列说法错误的是()A两小球做匀速圆周运动的角速度相等B两小球做匀速圆周运动的线速度相等C两小球的质量比一定是m1:m2=:1DL2细线跟竖直方向成45角【考点】向心力;线速度、角速度和周期、转速【分析】小球受重力和拉力,两个力的合力提供小球做圆周运动的向心力;通过合力提供向心力,比较出两球的角速度大小,从而比较出周期的关系;抓住小球距离顶点O的高度相同求出L2与竖直方向上的夹角;抓住小球距离顶点O的高度相同求出半径的关系,根据v=r比较线速度关系【解答】解:A、设绳与竖直方向夹角为,水平面距悬点高为h,由牛顿第二定律得:mgtan=m2
25、(htan)则:=,由上式可知角速度与绳长无关,故A正确;B、两球在同一水平面内做匀速圆周运动,则L1cos60=L2cos,L1:L2=:1,解得=30由于v=r,故v正比于r,故线速度之比为:;故BD错误;C、根据mgtan=mLsin2,知小球做匀速圆周运动与质量无关,无法求出两小球的质量比,故C错误;故选:A13如图,两个质量均为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,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运动,用表示圆盘转动的角速度,下列说法正确的是()Ab一定比a先开始滑
26、动Ba,b所受的摩擦力始终相等C当=时,b开始滑动的临界角速度D当=时,a所受摩擦力的大小为kmg【考点】向心力【分析】木块随圆盘一起转动,静摩擦力提供向心力,而所需要的向心力大小由物体的质量、半径和角速度决定当圆盘转速增大时,提供的静摩擦力随之而增大当需要的向心力大于最大静摩擦力时,物体开始滑动因此是否滑动与质量无关,是由半径大小决定【解答】解:A、B、两个木块的最大静摩擦力相等木块随圆盘一起转动,静摩擦力提供向心力,由牛顿第二定律得:木块所受的静摩擦力f=m2r,m、相等,fr,所以b所受的静摩擦力大于a的静摩擦力,当圆盘的角速度增大时b的静摩擦力先达到最大值,所以b一定比a先开始滑动,故
27、A正确,B错误;C、当b刚要滑动时,有kmg=m22l,解得:=,故C正确;D、以a为研究对象,当=时,由牛顿第二定律得: f=m2l,可解得:f=,故D错误故选:AC14如图所示,飞行器P绕某星球做匀速圆周运动,星球相对飞行器的张角为,下列说法正确的是()A轨道半径越大,周期越长B轨道半径越大,速度越大C若测得周期和张角,可得到星球的平均密度D若测得周期和轨道半径,可得到星球的平均密度【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系【分析】根据开普勒第三定律,分析周期与轨道半径的关系;飞行器P绕某星球做匀速圆周运动,由星球的万有引力提供向心力,根据万有引力定律和几何知识、密度公式可求解星球的平均密
28、度【解答】解:A、根据开普勒第三定律=k,可知轨道半径越大,飞行器的周期越长故A正确;B、根据卫星的速度公式v=,可知轨道半径越大,速度越小,故B错误;C、设星球的质量为M,半径为R,平均密度为,张角为,飞行器的质量为m,轨道半径为r,周期为T对于飞行器,根据万有引力提供向心力得:G=mr由几何关系有:R=rsin星球的平均密度 =联立以上三式得:=,则测得周期和张角,可得到星球的平均密度故C正确;D、由G=mr可得:M=,可知若测得周期和轨道半径,可得到星球的质量,但星球的半径未知,不能求出星球的平均密度故D错误故选:AC15嫦娥工程分为“无人月球探测”、“载人登月”和“建立月球基地”三个阶
29、段如图所示,关闭发动机的航天飞机,在月球引力作用下,沿椭圆轨道由A点向月球靠近,并将在椭圆轨道的近月点B与空间站对接已知空间站绕月圆轨道的半径为r,周期为T,引力常量为G,月球半径为R下列说法中正确的是()A航天飞机与空间站成功对接前必须点火减速B月球的质量为M=C月球表面的重力加速度为g=D月球表面的重力加速度g【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系;万有引力定律及其应用【分析】要使航天飞机在椭圆轨道的近月点B处与空间站C对接,必须在接近B点时减速月球对航天飞机的万有引力提供其向心力,由牛顿第二定律求出月球的质量M由加速度的表达式分析月球表面的重力加速度g【解答】解:A、要使航天飞机在椭
30、圆轨道的近月点B处与空间站C对接,航天飞机必须做近心运动,则航天飞机在接近B点时必须点火减速故A正确;B、设空间站的质量为m,由G=mr,得月球的质量为M=故B正确;CD、空间站绕月圆轨道的半径为r,周期为T,其轨道处的重力加速度为 g=a=,可知,r越小,g越大,月球表面的重力加速度g,故C错误,D正确故选:ABD二、填空题(本题共2小题,共计18分每空3分)16如图所示的皮带传动装置中,轮A和B同轴,A、B、C分别是三个轮边缘上的质点,且rA=rC=2rB,则角速度之比B:C=2:1,线速度vA:vC=2:1,向心加速度之比aA:aB=2:1【考点】线速度、角速度和周期、转速【分析】B、C
31、两轮是皮带传动,皮带传动的特点是皮带和轮子接触点的线速度的大小相同,A、B两轮是轴传动,轴传动的特点是角速度相同结合向心加速度与线速度、角速度的关系公式以及线速度与角速度的关系公式分析判断【解答】解:B、C两点靠传送带传动,线速度大小相等,vB=vC;根据v=r知,B:C=RC:RB=2:1,A、B两点的角速度相等,根据v=r知,vA:vB=RA:RB=2:1,所以:vA:vC=vA:vB=2:1根据a=r2知,aA:aB=RA:RB=2:1故答案为:2:1;2:1;2:117太阳的两颗行星AB绕太阳做匀速圆周运动,已知两行星质量之比为4:1,它们到太阳的距离之比为4:1,则它们绕太阳运动的线
32、速度之比为1:2,角速度之比为1:8,向心加速度之比为1:16【考点】万有引力定律及其应用【分析】太阳的两颗行星A、B绕太阳做匀速圆周运动时,万有引力提供向心力,列式得到加速度、周期、线速度的表达式,再求解即可【解答】解:行星围绕太阳做圆周运动,万有引力提供向心力有=解得: 所以故答案为:1:2 1:8 1:16三、计算题(本题共2小题,共计32分)18如图所示一辆箱式货车的后视图该箱式货车在水平路面上做弯道训练圆弧形弯道的半径为R=8m,车轮与路面间的动摩擦因数为=0.8,滑动摩擦力等于最大静摩擦力货车顶部用细线悬挂一个小球P,在悬点O处装有拉力传感器车沿平直路面做匀速运动时,传感器的示数为
33、F0=4N取g=10m/s2(1)该货车在此圆弧形弯道上做匀速圆周运动时,为了防止侧滑,车的最大速度vm是多大?(2)该货车某次在此弯道上做匀速圆周运动,稳定后传感器的示数为F=5N,此时细线与竖直方向的夹角是多大?此时货车的速度v是多大?【考点】牛顿第二定律;力的合成与分解的运用【分析】(1)汽车在圆弧水平弯道路面行驶,做的是圆周运动此时汽车需要的向心力是由静摩擦力提供的,而汽车的最大安全速度是指由路面的最大静摩擦力提供向心力,从而求出的速度当速度再大时,汽车就会侧向滑动,失去控制了(2)根据货物的受力分析图,求得货车的加速度,然后代入向心力的公式即可求得结果【解答】解:(1)汽车在圆弧水平
34、弯道路面行驶,做圆周运动其所需要的向心力由静摩擦力提供:F静=由上式可知,当静摩擦力越大时,速度也越大所以静摩擦力最大时,速度达最大即=8m/s所以汽车的安全速度小于最大速度,及v8m/s(2)细线与竖直方向的夹角时受力如图:所以:,=37又ma=mgtan=0.75mg物体的向心力:所以: m/s;答:(1)该货车在此圆弧形弯道上做匀速圆周运动时,为了防止侧滑,车的最大速度vm是7m/s;(2)该货车某次在此弯道上做匀速圆周运动,稳定后传感器的示数为F=5N,此时细线与竖直方向的夹角是37,此时货车的速度v是m/s19由中国科学院、中国工程院两院院士评出的2012年中国十大科技进展新闻,于2
35、013年1月19日揭晓,“神九”载人飞船与“天宫一号”成功对接排在第一若地球半径为R,把地球看做质量分布均匀的球体,地球表面的重力加速度大小为g,引力常量为G天宫一号轨道距离地面高度为h(1)“天宫一号”绕地心转一周的时间是多少?(2)设想地球的密度不变,自转周期不变,但地球球体半径变为原来的一半,仅考虑地球和同步卫星之间的相互作用力,则该“设想地球”的同步卫星的轨道半径与以前地球的同步卫星轨道半径的比值是多少?【考点】万有引力定律及其应用【分析】(1)根据万有引力提供向心力,以及万有引力等于重力,求出)“天宫一号”绕地心转一周的时间;(2)根据万有引力提供向心力,抓住地球质量的变化求出轨道半径之比【解答】解:(1)根据万有引力提供向心力有:根据万有引力等于重力有:解得:(2)地球同步卫星的万有引力提供同步卫星所需的向心力,为地球质量,为“设想地球”的质量,有:地球质量“设想地球”的质量联立解得:答:(1)“天宫一号”绕地心转一周的时间是(2)“设想地球”的同步卫星的轨道半径与以前地球的同步卫星轨道半径的比值是1:22016年6月7日