高考物理一輪復(fù)習(xí)第四章《曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)與萬(wàn)有引力》課時(shí)沖關(guān)(打包6套)新人教版.zip,曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)與萬(wàn)有引力,高考,物理,一輪,復(fù)習(xí),第四,曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),萬(wàn)有引力,課時(shí),沖關(guān),打包,新人
微專(zhuān)題5 圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題
一、單項(xiàng)選擇題(本題共6小題,每小題6分,共36分)
1.在高速公路的拐彎處,通常路面都是外高內(nèi)低.如圖所示,在某路段汽車(chē)向左拐彎,司機(jī)左側(cè)的路面比右側(cè)的路面低一些.汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)可看做是做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng).設(shè)內(nèi)外路面高度差為h,路基的水平寬度為d,路面的寬度為L(zhǎng).已知重力加速度為g.要使車(chē)輪與路面之間的橫向摩擦力(即垂直于前進(jìn)方向)等于零,則汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)的車(chē)速應(yīng)等于( )
A. B.
C. D.
解析:B [考查向心力公式.汽車(chē)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),向心力由重力與斜面對(duì)汽車(chē)的支持力的合力提供,且向心力方向水平,大小F向=mgtan θ,根據(jù)牛頓第二定律:F向=m,tan θ=,解得汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)的車(chē)速v= ,B對(duì).]
2.如圖,長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿一端固定質(zhì)量為m的小球,另一端有固定轉(zhuǎn)軸O.現(xiàn)使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng).P為圓周軌道的最高點(diǎn).若小球通過(guò)圓周軌道最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為 ,則以下判斷正確的是( )
A.小球不能到達(dá)P點(diǎn)
B.小球到達(dá)P點(diǎn)時(shí)的速度小于
C.小球能到達(dá)P點(diǎn),但在P點(diǎn)不會(huì)受到輕桿的彈力
D.小球能到達(dá)P點(diǎn),且在P點(diǎn)受到輕桿向下的彈力
解析:B [根據(jù)機(jī)械能守恒定律2mgL=mv2-mv,可求出小球在P點(diǎn)的速度為 <,故B正確,A錯(cuò)誤.小球在P點(diǎn)所需要的向心力F==mg,故小球在P點(diǎn)受到輕桿向上的彈力,故C、D均錯(cuò)誤.]
3.(2016·湛江質(zhì)檢)半徑為R的光滑半圓球固定在水平面上如圖所示,頂部有一個(gè)物體A,今給A一個(gè)水平初速度v0=,則A將( )
A.沿球面下滑至M點(diǎn)
B.沿球面下滑至某一點(diǎn)N,便離開(kāi)球面做斜下拋運(yùn)動(dòng)
C.按半徑大于R的新圓弧軌道做圓周運(yùn)動(dòng)
D.立即離開(kāi)半圓球做平拋運(yùn)動(dòng)
解析:D [給A一個(gè)水平初速度v0=,則F向==mg,即重力恰好提供向心力,物體與半圓球無(wú)相互作用.A將不沿半圓球表面運(yùn)動(dòng),而是脫離球表面做平拋運(yùn)動(dòng).]
4.雨天野外騎車(chē)時(shí),在自行車(chē)的后輪輪胎上常會(huì)粘附一些泥巴,行駛時(shí)感覺(jué)很“沉重”.如果將自行車(chē)后輪撐起,使后輪離開(kāi)地面而懸空,然后用手勻速搖腳踏板,使后輪飛速轉(zhuǎn)動(dòng),泥巴就被甩下來(lái).如圖所示,圖中a、b、c、d為后輪輪胎邊緣上的四個(gè)特殊位置,則( )
A.泥巴在圖中a、c位置的向心加速度大于b、d位置的向心加速度
B.泥巴在圖中的b、d位置時(shí)最容易被甩下來(lái)
C.泥巴在圖中的c位置時(shí)最容易被甩下來(lái)
D.泥巴在圖中的a位置時(shí)最容易被甩下來(lái)
解析:C [當(dāng)后輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),由a=Rω2知a、b、c、d四個(gè)位置的向心加速度大小相等,A錯(cuò)誤.在角速度ω相同的情況下,泥巴在a點(diǎn)有Fa+mg=mω2R,在b、d兩點(diǎn)有Fb=Fd=mω2R,在c點(diǎn)有Fc-mg=mω2R.所以泥巴與輪胎在c位置的相互作用力最大,最容易被甩下來(lái),故B、D錯(cuò)誤,C正確.]
5.如圖所示,一個(gè)固定在豎直平面上的光滑半圓形管道,管道里有一個(gè)直徑略小于管道內(nèi)徑的小球,小球在管道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),從B點(diǎn)脫離后做平拋運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)0.3 s后又恰好垂直與傾角為45°的斜面相碰.已知半圓形管道的半徑為R=1 m,小球可看做質(zhì)點(diǎn)且其質(zhì)量為m=1 kg,g取10 m/s2.則( )
A.小球在斜面上的相碰點(diǎn)C與B點(diǎn)的水平距離是1.0 m
B.小球在斜面上的相碰點(diǎn)C與B點(diǎn)的水平距離是1.9 m
C.小球經(jīng)過(guò)管道的B點(diǎn)時(shí),受到管道的作用力FNB的大小是1 N
D.小球經(jīng)過(guò)管道的B點(diǎn)時(shí),受到管道的作用力FNB的大小是2 N
解析:C [根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,小球在C點(diǎn)的豎直分速度vy=gt=3 m/s,水平分速度vx=vytan 45°=3 m/s,則B點(diǎn)與C點(diǎn)的水平距離為x=vxt=0.9 m,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;在B點(diǎn)設(shè)管道對(duì)小球的作用力方向向下,根據(jù)牛頓第二定律,有FNB+mg=m,vB=vx=3 m/s,解得FNB=-1 N,負(fù)號(hào)表示管道對(duì)小球的作用力方向向上,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤.]
6.(2017·湖南株洲二中月考)用一根細(xì)線(xiàn)一端系一小球(可視為質(zhì)點(diǎn)),另一端固定在一光滑圓錐頂上,如圖甲所示,設(shè)小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為ω,線(xiàn)的張力為T(mén),則T隨ω2變化的圖象是圖乙中的( )
解析:B [設(shè)繩長(zhǎng)為L(zhǎng),錐面與豎直方向夾角為θ,當(dāng)ω=0時(shí),小球靜止,受重力mg、支持力N和繩的拉力T而平衡,T=mgcos θ≠0,A錯(cuò)誤;ω增大時(shí),T增大,N減小,當(dāng)N=0時(shí),角速度為ω0,當(dāng)ω<ω0時(shí),由牛頓第二定律得Tsin θ-Ncos θ=mω2Lsin θ,Tcos θ+Nsin θ=mg,解得T=mω2Lsin2θ+mgcos θ,當(dāng)ω>ω0時(shí),小球離開(kāi)錐面,繩與豎直方向夾角變大,設(shè)為β,由牛頓第二定律得Tsin β=mω2Lsin β,所以T=mLω2,可知T-ω2圖線(xiàn)的斜率變大,所以B正確,C、D錯(cuò)誤.]
二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題,每小題6分,共24分.全部選對(duì)的得6分,部分選對(duì)的得3分,有選錯(cuò)或不答的得0分)
7.(68520107)(2017·江蘇揚(yáng)州中學(xué)月考)如圖所示,疊放在水平轉(zhuǎn)臺(tái)上的小物體A、B、C能隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng),A、B、C的質(zhì)量分別為3m、2m、m,A與B、B與轉(zhuǎn)臺(tái)、C與轉(zhuǎn)臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)都為μ,B、C離轉(zhuǎn)臺(tái)中心的距離分別為r、1.5r.設(shè)本題中的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力.以下說(shuō)法中不正確的是( )
A.B對(duì)A的摩擦力一定為3μmg
B.C與轉(zhuǎn)臺(tái)間的摩擦力大于A與B間的摩擦力
C.轉(zhuǎn)臺(tái)的角速度一定滿(mǎn)足ω≤
D.轉(zhuǎn)臺(tái)的角速度一定滿(mǎn)足ω≤
解析:ABD [對(duì)A受力分析,受重力、支持力以及B對(duì)A的靜摩擦力,靜摩擦力提供向心力,有fBA=3mω2r≤3μmg,故A錯(cuò)誤;由于A與C轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相同,由摩擦力提供向心力有fC=m·1.5rω2
,b繩將出現(xiàn)彈力
D.若b繩突然被剪斷,a繩的彈力可能不變
解析:AD [小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),在豎直方向上的合力為零,水平方向上的合力提供向心力,所以a繩張力在豎直方向上的分力與重力相等,可知a繩的張力不可能為零,故A正確.根據(jù)豎直方向上小球受力平衡得,F(xiàn)asin θ=mg,解得Fa=,可知a繩的張力不變,故B錯(cuò)誤.當(dāng)b繩拉力為零時(shí),有=mlω2,解得ω= ,可知當(dāng)角速度ω>時(shí),b繩出現(xiàn)彈力,故C錯(cuò)誤.由于b繩可能沒(méi)有彈力,故b繩突然被剪斷,a繩的彈力可能不變,故D正確.]
9.(2016·浙江理綜)如圖所示為賽車(chē)場(chǎng)的一個(gè)水平“梨形”賽道,兩個(gè)彎道分別為半徑R=90 m的大圓弧和r=40 m的小圓弧,直道與彎道相切.大、小圓弧圓心O、O′距離L=100 m.賽車(chē)沿彎道路線(xiàn)行駛時(shí),路面對(duì)輪胎的最大徑向靜摩擦力是賽車(chē)重力的2.25倍.假設(shè)賽車(chē)在直道上做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),在彎道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng).要使賽車(chē)不打滑,繞賽道一圈時(shí)間最短(發(fā)動(dòng)機(jī)功率足夠大,重力加速度g=10 m/s2,π=3.14),則賽車(chē)( )
A.在繞過(guò)小圓弧彎道后加速
B.在大圓弧彎道上的速率為45 m/s
C.在直道上的加速度大小為5.63 m/s2
D.通過(guò)小圓弧彎道的時(shí)間為5.58 s
解析:AB [在彎道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),根據(jù)牛頓第二定律kmg=m,故當(dāng)彎道半徑一定時(shí),在彎道上的最大速度是一定的,且在大彎道上的最大速度大于小彎道上的最大速度,故要想時(shí)間最短,故可在繞過(guò)小圓弧彎道后加速,選項(xiàng)A正確;在大圓弧彎道上的最大速率為vmR== m/s=45 m/s,選項(xiàng)B正確;直道的長(zhǎng)度為x==50 m,在小彎道上的最大速度:vmr== m/s=30 m/s,故在直道上的加速度大小為a== m/s2≈6.50 m/s2,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由幾何關(guān)系可知,小圓弧軌道的長(zhǎng)度為,通過(guò)小圓弧彎道的時(shí)間為t==s≈2.80 s,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.]
10.(2017·遼寧撫順一中一模)如圖所示,兩物塊A、B套在水平粗糙的CD桿上,并用不可伸長(zhǎng)的輕繩連接,整個(gè)裝置能繞過(guò)CD中點(diǎn)的軸轉(zhuǎn)動(dòng),已知兩物塊質(zhì)量相等,桿CD對(duì)物塊A、B的最大靜摩擦力大小相等,開(kāi)始時(shí)繩子處于自然長(zhǎng)度(繩子恰好伸直但無(wú)彈力),物塊B到軸的距離為物塊A到軸距離的兩倍,現(xiàn)讓該裝置從靜止開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng),使轉(zhuǎn)速逐漸慢慢增大,在從繩子處于自然長(zhǎng)度到兩物塊A、B即將滑動(dòng)的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是( )
A.A受到的靜摩擦力一直增大
B.B受到的靜摩擦力先增大后保持不變
C.A受到的靜摩擦力先增大后減小再增大
D.B受到的合外力先增大后保持不變
解析:BC [根據(jù)fm=mrω2得ω= ,知當(dāng)角速度逐漸增大時(shí),B物塊先達(dá)到最大靜摩擦力,角速度增大,B物塊所受繩子的拉力和最大靜摩擦力的合力提供向心力;角速度繼續(xù)增大,拉力增大,則A物塊所受靜摩擦力減小,當(dāng)拉力增大到一定程度,A物塊所受的摩擦力減小到零后反向;角速度繼續(xù)增大,A物塊的摩擦力反向增大.所以A物塊所受的摩擦力先增大后減小,又反向增大,B物塊所受的靜摩擦力一直增大,達(dá)到最大靜摩擦力后不變,A錯(cuò)誤,B、C正確;在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中,B物塊運(yùn)動(dòng)需要向心力來(lái)維持,一開(kāi)始是靜摩擦力作為向心力,當(dāng)摩擦力不足以提供向心力時(shí),繩子的拉力作為補(bǔ)充,速度再增大,當(dāng)這兩個(gè)力的合力不足以提供向心力時(shí),物塊將會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),根據(jù)向心力公式,F(xiàn)向=m可知,在發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)前B物塊運(yùn)動(dòng)的半徑是不變的,質(zhì)量也不變,隨著速度的增大,向心力增大,而向心力等于物塊所受的合外力,故D錯(cuò)誤.故選B、C.]
三、非選擇題(本題共2小題,共40分.寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明和重要的演算步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)
11.(68520108)(20分)如圖所示,細(xì)繩一端系著質(zhì)量M=8 kg的物體,靜止在水平桌面上,另一端通過(guò)光滑小孔吊著質(zhì)量m=2 kg的物體,M與圓孔的距離r=0.5 m,已知M與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2(設(shè)物體受到的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力),現(xiàn)使物體M隨轉(zhuǎn)臺(tái)繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng),問(wèn)轉(zhuǎn)臺(tái)角速度ω在什么范圍時(shí)m會(huì)處于靜止?fàn)顟B(tài)(g=10 m/s2).
解析:設(shè)角速度的最小值為ω1,此時(shí)M有向著圓心運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),其受到的最大靜摩擦力沿半徑向外,由牛頓第二定律得:FT-μMg=Mωr,設(shè)角速度的最大值為ω2,此時(shí)M有背離圓心運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),其受到的最大靜摩擦力沿半徑指向圓心,由牛頓第二定律得:FT+μMg=Mωr,要使m靜止,應(yīng)有FT=mg,
聯(lián)立得ω1=1 rad/s,ω2=3 rad/s,則1 rad/s≤ω≤3 rad/s.
答案:1 rad/s≤ω≤3 rad/s
12.(68520109)(20分)(2017·豫東、豫北十校測(cè)試)如圖所示,半徑為、質(zhì)量為m的小球用兩根不可伸長(zhǎng)的輕繩a、b連接,兩輕繩的另一端系在一根豎直桿的A、B兩點(diǎn)上,A、B兩點(diǎn)相距為l,當(dāng)兩輕繩伸直后,A、B兩點(diǎn)到球心的距離均為l.當(dāng)豎直桿以自己為軸轉(zhuǎn)動(dòng)并達(dá)到穩(wěn)定時(shí)(輕繩a、b與桿在同一豎直平面內(nèi)).求:
(1)豎直桿角速度ω為多大時(shí),小球恰好離開(kāi)豎直桿.
(2)輕繩a的張力Fa與豎直桿轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω之間的關(guān)系.
解析:(1)小球恰好離開(kāi)豎直桿時(shí),小球與豎直桿間的作用力為零,設(shè)此時(shí)輕繩a與豎直桿間的夾角為α,由題意可知sin α=,r=,
沿半徑:Fasin α=mω2r,
垂直半徑:Facos α=mg,
聯(lián)立解得ω=2.
(2)由(1)可知0≤ω≤2時(shí),F(xiàn)a=mg.
若角速度ω再增大,小球?qū)㈦x開(kāi)豎直桿,在輕繩b恰伸直前,設(shè)輕繩a與豎直桿的夾角為β,此時(shí)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r=lsin β.
沿半徑:Fasin β=mω2r,
垂直半徑:Facos β=mg.
聯(lián)立解得Fa=mω2l
當(dāng)輕繩b恰伸直時(shí),β=60°,此時(shí)ω=
故有Fa=mω2l,此時(shí)2<ω≤
若角速度ω再增大,輕繩b拉直后,小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r=lsin 60°
沿半徑:Fasin 60°+Fbsin 60°=mω2r,
垂直半徑:Facos 60°=Fbcos 60°+mg,
聯(lián)立解得Fa=mlω2+mg.此時(shí)ω≥ .
答案:見(jiàn)解析
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微專(zhuān)題6 天體運(yùn)動(dòng)中的“四大難點(diǎn)”突破
一、單項(xiàng)選擇題(本題共5小題,每小題7分,共35分)
1.(2017·天津月考)地球赤道上有一物體隨地球自轉(zhuǎn)而做圓周運(yùn)動(dòng),所受到的向心力為F1,向心加速度為a1,線(xiàn)速度為v1,角速度為ω1;繞地球表面附近做圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星(高度忽略)所受到的向心力為F2,向心加速度為a2,線(xiàn)速度為v2,角速度為ω2;地球同步衛(wèi)星所受到的向心力為F3,向心加速度為a3,線(xiàn)速度為v3,角速度為ω3.地球表面的重力加速度為g,第一宇宙速度為v,假設(shè)三者質(zhì)量相等,則( )
A.F1=F2>F3 B.a(chǎn)1=a2=g>a3
C.v1=v2=v>v3 D.ω1=ω3<ω2
解析:D [根據(jù)題意三者質(zhì)量相等,軌道半徑r1=r2<r3.物體1與人造衛(wèi)星2比較,由于赤道上物體受引力和支持力的合力提供向心力,而近地衛(wèi)星只受萬(wàn)有引力,故F1<F2,故A錯(cuò)誤;由選項(xiàng)A的分析知道向心力F1<F2,故由牛頓第二定律可知a1<a2,故B錯(cuò)誤;由A選項(xiàng)的分析知道向心力F1<F2,根據(jù)向心力公式F=m,由于m、R相等,故v1<v2,故C錯(cuò)誤;同步衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)同步,故T1=T3,根據(jù)周期公式T=2π ,可知,衛(wèi)星軌道半徑越大,周期越大,故T3>T2,再根據(jù)ω=,有ω1=ω3<ω2,故D正確.]
2.(2017·山東師大附中二模)發(fā)射地球同步衛(wèi)星時(shí),先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1,然后經(jīng)點(diǎn)火,使其沿橢圓軌道2運(yùn)行,最后再次點(diǎn)火,將衛(wèi)星送入同步圓軌道3,軌道1、2相切于Q點(diǎn),軌道2、3相切于P點(diǎn),如圖所示.則以下說(shuō)法不正確的是( )
A.要將衛(wèi)星由圓軌道1送入圓軌道3,需要在圓軌道1的Q和橢圓軌道2的遠(yuǎn)地點(diǎn)P分別點(diǎn)火加速一次
B.由于衛(wèi)星由圓軌道1送入圓軌道3被點(diǎn)火加速兩次,則衛(wèi)星在圓軌道3上正常運(yùn)行速度要大于在圓軌道1上正常運(yùn)行的速度
C.衛(wèi)星在橢圓軌道2上的近地點(diǎn)Q的速度一定大于7.9 km/s,而在遠(yuǎn)地點(diǎn)P的速度一定小于7.9 km/s
D.衛(wèi)星在橢圓軌道2上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的加速度等于它在圓軌道3上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的加速度
解析:B [從軌道1變軌到軌道2,需在Q處點(diǎn)火加速,從軌道2變軌到軌道3需要在P處點(diǎn)火加速,故A說(shuō)法正確.根據(jù)公式G=m解得v=,即軌道半徑越大,速度越小,故軌道3上的線(xiàn)速度小于軌道1上正常運(yùn)行的速度,B說(shuō)法錯(cuò)誤;第一宇宙速度是近地軌道環(huán)繞速度,即7.9 km/s,軌道2上衛(wèi)星在Q點(diǎn)做離心運(yùn)動(dòng),則速度大于7.9 km/s,而在遠(yuǎn)地點(diǎn)P,半徑大于地球半徑,線(xiàn)速度一定小于7.9 km/s,C說(shuō)法正確;根據(jù)G=ma可得a=G,而衛(wèi)星在橢圓軌道2上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)和在圓軌道3上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)所受萬(wàn)有引力相同,故加速度相同,D說(shuō)法正確.本題選不正確的,故選B.]
3.(68520121)(2017·陜西咸陽(yáng)興平質(zhì)檢)2016年10月19日,“神舟十一號(hào)”與“天宮二號(hào)”成功對(duì)接.下列關(guān)于“神舟十一號(hào)”與“天宮二號(hào)”的分析錯(cuò)誤的是( )
A.“天宮二號(hào)”的發(fā)射速度應(yīng)介于第一宇宙速度與第二宇宙速度之間
B.對(duì)接前,“神舟十一號(hào)”欲追上“天宮二號(hào)”,必須在同一軌道上點(diǎn)火加速
C.對(duì)接前,“神舟十一號(hào)”欲追上同一軌道上的“天宮二號(hào)”,必須先點(diǎn)火減速再加速
D.對(duì)接后,組合體的速度小于第一宇宙速度
解析:B [發(fā)射速度如果大于第二宇宙速度,“天宮二號(hào)”將脫離地球束縛,不能繞地球運(yùn)動(dòng),故A正確.“神舟十一號(hào)”加速需要做離心運(yùn)動(dòng),才可能與“天宮二號(hào)”對(duì)接,故對(duì)接前“神舟十一號(hào)”的軌道高度必定小于“天宮二號(hào)”,故B錯(cuò)誤.對(duì)接前,“神舟十一號(hào)”欲追上同一軌道上的“天宮二號(hào)”,必須先點(diǎn)火減速,做近心運(yùn)動(dòng),再加速做離心運(yùn)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)接,故C正確.對(duì)接后,軌道高度沒(méi)有變化,組合體的速度一定小于第一宇宙速度,故D正確.本題選不正確的,故選B.]
4.(2017·寧夏銀川一中月考)2014年10月24日,“嫦娥五號(hào)”探路兵發(fā)射升空,為計(jì)劃于2017年左右發(fā)射的“嫦娥五號(hào)”探路,并在8天后以“跳躍式返回技術(shù)”成功返回地面.“跳躍式返回技術(shù)”指航天器在關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后進(jìn)入大氣層,依靠大氣升力再次沖出大氣層,降低速度后再進(jìn)入大氣層,如圖所示,虛線(xiàn)為大氣層的邊界.已知地球半徑為R,地心到d點(diǎn)的距離為r,地球表面重力加速度為g.下列說(shuō)法正確的是( )
A.“嫦娥五號(hào)”探路兵在b點(diǎn)處于完全失重狀態(tài)
B.“嫦娥五號(hào)”探路兵在d點(diǎn)的加速度小于
C.“嫦娥五號(hào)”探路兵在d點(diǎn)的速率小于
D.“嫦娥五號(hào)”探路兵在c點(diǎn)的速率大于在e點(diǎn)的速率
解析:C [“嫦娥五號(hào)”探路兵沿abc軌跡做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),合力指向曲線(xiàn)彎曲的內(nèi)側(cè),所以在b點(diǎn)合力向上,即加速度向上,因此在b點(diǎn)處于超重狀態(tài),故A錯(cuò)誤.在d點(diǎn),加速度a==G,又GM=gR2,故a=,故B錯(cuò)誤.若在半徑為r的軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力得G=m,解得v= = ,而“嫦娥五號(hào)”探路兵在d點(diǎn)做近心運(yùn)動(dòng),則速度小于,故C正確.從c點(diǎn)到e點(diǎn),不受空氣阻力,機(jī)械能守恒,則c點(diǎn)速率和e點(diǎn)速率相等,故D錯(cuò)誤.]
5.2016年10月17日,“神舟十一號(hào)”載人飛船發(fā)射升空,運(yùn)送兩名宇航員前往在2016年9月15日發(fā)射的“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室,宇航員計(jì)劃在“天宮二號(hào)”駐留30天進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn).“神舟十一號(hào)”與“天宮二號(hào)”的對(duì)接變軌過(guò)程如圖所示,AC是橢圓軌道Ⅱ的長(zhǎng)軸.“神舟十一號(hào)”從圓軌道Ⅰ先變軌到橢圓軌道Ⅱ,再變軌到圓軌道Ⅲ,與在圓軌道Ⅲ運(yùn)行的“天宮二號(hào)”實(shí)施對(duì)接.下列描述正確的是( )
A.“神舟十一號(hào)”在變軌過(guò)程中機(jī)械能不變
B.可讓“神舟十一號(hào)”先進(jìn)入圓軌道Ⅲ,然后加速追趕“天宮二號(hào)”實(shí)現(xiàn)對(duì)接
C.“神舟十一號(hào)”從A到C的平均速率比“天宮二號(hào)”從B到C的平均速率大
D.“神舟十一號(hào)”在橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)的周期與“天宮二號(hào)”運(yùn)行周期相等
解析:C [“神舟十一號(hào)”飛船變軌過(guò)程中軌道升高,機(jī)械能增加,A選項(xiàng)錯(cuò)誤;若飛船在進(jìn)入圓軌道Ⅲ后再加速,則將進(jìn)入更高的軌道飛行,不能實(shí)現(xiàn)對(duì)接,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;飛船軌道越低,速率越大,軌道Ⅱ比軌道Ⅲ的平均高度低,因此平均速率要大,選項(xiàng)C正確;由開(kāi)普勒第三定律可知,橢圓軌道Ⅱ上的運(yùn)行周期比圓軌道Ⅲ上的運(yùn)行周期要小,D項(xiàng)錯(cuò)誤.]
二、多項(xiàng)選擇題(本題共3小題,每小題7分,共21分.全部選對(duì)的得7分,部分選對(duì)的得3分,有選錯(cuò)或不答的得0分)
6.(68520122)(2017·寧夏銀川市第二中學(xué)、第九中學(xué)、育才中學(xué)聯(lián)考)若地球同步衛(wèi)星的向心加速度是地球表面重力加速度的,則下列說(shuō)法正確的是( )
A.同步衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)周期為地球自轉(zhuǎn)周期的n2倍
B.同步衛(wèi)星的軌道半徑為地球半徑的n倍
C.同步衛(wèi)星運(yùn)行的線(xiàn)速度為第一宇宙速度的
D.同步衛(wèi)星的向心加速度為赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度的
解析:BC [同步衛(wèi)星的運(yùn)行周期與地球自轉(zhuǎn)周期相等,故A錯(cuò)誤.在地球表面,G=mg,解得g=,根據(jù)G=ma得a=,因?yàn)椋剑芍絥,故B正確.根據(jù)G=m 得v= ,又=n,則同步衛(wèi)星運(yùn)行的線(xiàn)速度為第一宇宙速度的,故C正確.同步衛(wèi)星和地球自轉(zhuǎn)的角速度相等,根據(jù)a=rω2知,同步衛(wèi)星的向心加速度為赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度的n倍,故D錯(cuò)誤.]
7.(2017·山東淄博實(shí)驗(yàn)中學(xué)一診)為了迎接太空時(shí)代的到來(lái),美國(guó)國(guó)會(huì)通過(guò)一項(xiàng)計(jì)劃:在2050年前建造成太空升降機(jī),就是把長(zhǎng)繩的一端擱置在地球的衛(wèi)星上,另一端系住升降機(jī),放開(kāi)繩,升降機(jī)能到達(dá)地球上,科學(xué)家可以控制衛(wèi)星上的電動(dòng)機(jī)把升降機(jī)拉到衛(wèi)星上.已知地球表面的重力加速度g=10 m/s2,地球半徑R=6 400 km,地球自轉(zhuǎn)周期為24 h.某宇航員在地球表面測(cè)得體重為800 N,他隨升降機(jī)垂直地面上升,某時(shí)刻升降機(jī)的加速度為10 m/s2,方向豎直向上,這時(shí)此人再次測(cè)得體重為850 N,忽略地球公轉(zhuǎn)的影響,根據(jù)以上數(shù)據(jù)( )
A.可以求出升降機(jī)此時(shí)所受萬(wàn)有引力的大小
B.可以求出此時(shí)宇航員的動(dòng)能
C.可以求出升降機(jī)此時(shí)距地面的高度
D.如果把繩的一端擱置在同步衛(wèi)星上,可知繩的長(zhǎng)度至少有多長(zhǎng)
解析:CD [因?yàn)椴恢郎禉C(jī)的質(zhì)量,所以求不出升降機(jī)所受的萬(wàn)有引力,故A錯(cuò)誤.根據(jù)牛頓第二定律得N-mg′=ma,可求出重力加速度g′,再根據(jù)萬(wàn)有引力等于重力有G=mg′,可求出高度h,故C正確.根據(jù)地球表面人的體重G宇=800 N和地球表面重力加速度g=10 m/s2,可知宇航員的質(zhì)量為m==80 kg,由于升降機(jī)不一定做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),不能由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v2=2ah求出此時(shí)宇航員的速度v,則不能求得宇航員的動(dòng)能,故B錯(cuò)誤.根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力有G=m(R+h)·2,GM=gR2,可求出同步衛(wèi)星離地面的高度,即可知繩的長(zhǎng)度至少有多長(zhǎng),故D正確.]
8.(2017·南昌一中檢測(cè))我國(guó)自主研制的“北斗一號(hào)”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),在抗震救災(zāi)中發(fā)揮了巨大作用.北斗導(dǎo)航系統(tǒng)又被稱(chēng)為“雙星定位系統(tǒng)”,具有導(dǎo)航、定位等功能.“北斗”系統(tǒng)中兩顆工作衛(wèi)星均繞地心O做勻速圓周運(yùn)動(dòng),軌道半徑為r,某時(shí)刻兩顆工作衛(wèi)星分別位于軌道上的A、B兩位置(如圖所示).若衛(wèi)星均按順時(shí)針運(yùn)行,地球表面處的重力加速度為g,地球半徑為R.不計(jì)衛(wèi)星間的相互作用力.則以下判斷中正確的是( )
A.這兩顆衛(wèi)星的加速度大小相等,均為
B.衛(wèi)星1向后噴氣就一定能追上衛(wèi)星2
C.衛(wèi)星1由位置A運(yùn)動(dòng)到位置B所需的時(shí)間為
D.衛(wèi)星1中質(zhì)量為m的物體的動(dòng)能為mgr
解析:AC [由=ma、=m0g,得a=,A正確;衛(wèi)星1向后噴氣時(shí)速度增大,所需的向心力增大,萬(wàn)有引力不足以提供其所需的向心力而做離心運(yùn)動(dòng),與衛(wèi)星2不再處于同一軌道上了,B錯(cuò)誤;由t=T=T、=mr2、=m0g可得t= ,C正確;由=m、=m0g、Ek=mv2可得Ek=,D錯(cuò)誤.]
三、非選擇題(本題共2小題,共44分.寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明和重要的演算步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)
9.(68520123)(22分)(2017·陜西師大附中模擬)雙星系統(tǒng)中兩個(gè)星球A、B的質(zhì)量都是m,A、B相距L,它們正圍繞兩者連線(xiàn)上的某一點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).實(shí)際觀(guān)測(cè)該系統(tǒng)的周期T要小于按照力學(xué)理論計(jì)算出的周期理論值T0,且=k(k<1),于是有人猜測(cè)這可能是受到了一顆未發(fā)現(xiàn)的星球C的影響,并認(rèn)為C位于雙星A、B的連線(xiàn)正中間,相對(duì)A、B靜止,求:
(1)兩個(gè)星球A、B組成的雙星系統(tǒng)周期理論值T0;
(2)星球C的質(zhì)量.
解析:(1)兩個(gè)星體A、B組成的雙星系統(tǒng)角速度相同,根據(jù)萬(wàn)有引力定律,兩星之間萬(wàn)有引力F=G.設(shè)兩星軌道半徑分別是r1、r2.兩星之間萬(wàn)有引力是兩星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,有F=mr1ω,F(xiàn)=mr2ω,可得r1=r2,因此兩星繞連線(xiàn)的中點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng).
由=m··ω,解得ω0=.
所以T0===2π .
(2)設(shè)星球C的質(zhì)量為M,由于星球C的存在,雙星的向心力由兩個(gè)力的合力提供,則
+G=m·L·ω2,
得ω=,
可求得T==2π ,
有== =k
所以M=m.
答案:(1)2π (2)m
10.(68520124)(22分)石墨烯是近些年發(fā)現(xiàn)的一種新材料,其超高強(qiáng)度及超強(qiáng)導(dǎo)電、導(dǎo)熱等非凡的物理化學(xué)性質(zhì)有望使21世紀(jì)的世界發(fā)生革命性的變化,其發(fā)現(xiàn)者由此獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng).用石墨烯制作超級(jí)纜繩,人類(lèi)搭建“太空電梯”的夢(mèng)想有望在本世紀(jì)實(shí)現(xiàn).科學(xué)家們?cè)O(shè)想,通過(guò)地球同步軌道站向地面垂下一條纜繩至赤道基站,電梯倉(cāng)沿著這條纜繩運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)外太空和地球之間便捷的物資交換.
(1)若“太空電梯”將貨物從赤道基站運(yùn)到距地面高度為h1的同步軌道站,求軌道站內(nèi)質(zhì)量為m1的貨物相對(duì)地心運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能.設(shè)地球自轉(zhuǎn)角速度為ω,地球半徑為R.
(2)當(dāng)電梯倉(cāng)停在距地面高度h2=4R的站點(diǎn)時(shí),求倉(cāng)內(nèi)質(zhì)量m2=50 kg的人對(duì)水平地板的壓力大?。〉孛娓浇亓铀俣萭=10 m/s2,地球自轉(zhuǎn)角速度ω=7.3×10-5rad/s,地球半徑R=6.4×103 km.
解析:(1)設(shè)貨物相對(duì)地心的距離為r1,線(xiàn)速度為v1,則
r1=R+h1 ①
v1=r1ω ②
貨物相對(duì)地心的動(dòng)能
Ek=m1v ③
聯(lián)立①②③式得
Ek=m1ω2(R+h1)2. ④
(2)設(shè)地球質(zhì)量為M,人相對(duì)地心的距離為r2,向心加速度為an,受地球的萬(wàn)有引力為F,則r2=R+h2 ⑤
an=ω2r2 ⑥
F=G ⑦
g= ⑧
設(shè)水平地板對(duì)人的支持力大小為FN,人對(duì)水平地板的壓力大小為FN′,則
F-FN=m2an ⑨
運(yùn)用牛頓第三定律可得FN′=FN ⑩
聯(lián)立⑤~⑩式并代入數(shù)據(jù)得
FN′≈11.5 N.
答案:(1)m1ω2(R+h1)2 (2)11.5 N
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第四章 第1課時(shí) 曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)的合成與分解
一、單項(xiàng)選擇題(本題共6小題,每小題6分,共36分)
1.(2017·河南信陽(yáng)高級(jí)中學(xué)第四次大考)關(guān)于曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是 ( )
A.物體只有受到變力作用才做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
B.物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí),加速度可能不變
C.所有做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體,動(dòng)能一定發(fā)生改變
D.物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí),有可能處于平衡狀態(tài)
解析:B [物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的條件是合力與速度不在同一條直線(xiàn)上,但是力的大小不一定變化,所以物體受到的可以是恒力,如平拋運(yùn)動(dòng),所以A錯(cuò)誤;當(dāng)物體受到的是恒力的作用的時(shí)候,物體的加速度就不變,如平拋運(yùn)動(dòng),所以B正確;物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí),物體速度的方向是一定變化的,但是速度的大小可以不變,比如勻速圓周運(yùn)動(dòng),所以動(dòng)能也可以不變,所以C錯(cuò)誤;平衡狀態(tài)是指物體處于靜止或者是勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài),物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí),物體速度的方向是一定變化的,物體不可能處于平衡狀態(tài),所以D錯(cuò)誤.]
2.(2017·四川成都樹(shù)德中學(xué)質(zhì)檢)一個(gè)質(zhì)點(diǎn)受兩個(gè)互成銳角的恒力F1和F2作用,由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),若運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保持二力方向不變,但F1突然增大到F1+ΔF,則質(zhì)點(diǎn)以后( )
A.一定做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
B.在相等時(shí)間內(nèi)速度的變化一定相等
C.可能做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
D.可能做變加速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
解析:B [在互成銳角的恒力F1和F2作用下,質(zhì)點(diǎn)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng).當(dāng)保持F1、F2方向不變,F(xiàn)1大小突然增大到F1+ΔF,則此時(shí)合力的方向與速度方向不共線(xiàn),質(zhì)點(diǎn)做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng).由于合力恒定,所以質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),加速度是定值,所以在相等的時(shí)間內(nèi)速度的增量一定相等,故B正確,A、C、D錯(cuò)誤.]
3.(2017·湖南永州一模)跳傘表演是人們普遍喜歡的觀(guān)賞性體育項(xiàng)目,當(dāng)跳傘運(yùn)動(dòng)員從直升機(jī)上由靜止跳下后,在下落過(guò)程中若受到水平風(fēng)力的影響,下列說(shuō)法正確的是( )
A.風(fēng)力越大,運(yùn)動(dòng)員下落時(shí)間越長(zhǎng),運(yùn)動(dòng)員可完成更多的空中表演動(dòng)作
B.風(fēng)力越大,運(yùn)動(dòng)員下落時(shí)間越短,有可能對(duì)運(yùn)動(dòng)員造成傷害
C.運(yùn)動(dòng)員下落時(shí)間與風(fēng)力大小無(wú)關(guān)
D.運(yùn)動(dòng)員著地速度與風(fēng)力大小無(wú)關(guān)
解析:C [運(yùn)動(dòng)員同時(shí)參與了兩個(gè)分運(yùn)動(dòng),即豎直方向向下落和水平方向隨風(fēng)飄,兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)同時(shí)發(fā)生,相互獨(dú)立;因此,水平分速度越大,落地的合速度越大,但落地時(shí)間不變,故A、B錯(cuò)誤,C正確;運(yùn)動(dòng)員著地速度與風(fēng)力大小有關(guān),故D錯(cuò)誤.]
4.(2017·山東泰安新泰一中質(zhì)檢)一艘小船在靜水中的速度是3 m/s,一條河寬60 m,河水流速為4 m/s,下列說(shuō)法正確的是( )
A.小船在這條河中運(yùn)動(dòng)的最大速度是5 m/s
B.小船在這條河中運(yùn)動(dòng)的最小速度是3 m/s
C.小船渡過(guò)這條河的最短時(shí)間是20 s
D.小船渡過(guò)這條河的最小位移是60 m
解析:C [當(dāng)船的靜水速度與水流速度同向,小船速度最大,為7 m/s,當(dāng)船的靜水速度與水流速度反向時(shí),小船速度最小,為1 m/s,故A、B錯(cuò)誤.當(dāng)船的靜水速度與河岸垂直時(shí),渡河時(shí)間最短,t== s=20 s,故C正確.因?yàn)榇撵o水速度小于水流速度,可知合速度的方向不可能垂直于河岸,則小船不能垂直到對(duì)岸,最小位移不會(huì)等于60 m,故D錯(cuò)誤.]
5.(2017·河南中原名校聯(lián)考)如圖所示,細(xì)繩一端固定在天花板上的O點(diǎn),另一端穿過(guò)一張CD光盤(pán)的中央小孔后拴著一個(gè)橡膠球,橡膠球靜止時(shí),豎直懸線(xiàn)剛好挨著水平桌面的邊沿.現(xiàn)將CD光盤(pán)按在桌面上,并沿桌面邊緣以速度v勻速移動(dòng),移動(dòng)過(guò)程中,CD光盤(pán)中央小孔始終緊挨桌面邊線(xiàn),當(dāng)懸線(xiàn)與豎直方向的夾角為θ時(shí),小球上升的速度大小為( )
A.vsin θ B.vcos θ
C.vtan θ D.
解析:A [由題意可知,線(xiàn)與光盤(pán)交點(diǎn)參與兩個(gè)運(yùn)動(dòng),一是沿著線(xiàn)方向的運(yùn)動(dòng),二是垂直線(xiàn)方向的運(yùn)動(dòng),則合運(yùn)動(dòng)的速度大小為v,由數(shù)學(xué)三角函數(shù)關(guān)系,則有v線(xiàn)=vsin θ;而線(xiàn)的速度,即為小球上升的速度,故A正確.]
6.(2017·河北石家莊質(zhì)檢)如圖所示,小船過(guò)河時(shí),船頭與上游河岸夾角為α,其航線(xiàn)恰好垂直于河岸,已知船在靜水中的速度為v,現(xiàn)水流速度稍有增大,為保持航線(xiàn)不變,且能準(zhǔn)時(shí)到達(dá)河對(duì)岸,下列措施中可行的是( )
A.減小α角,減小船速v
B.減小α角,增大船速v
C.增大α角,增大船速v
D.增大α角,減小船速v
解析:B [由題意可知,船相對(duì)水的速度為v,其航線(xiàn)恰好垂直于河岸,當(dāng)水流速度稍有增大,為保持航線(xiàn)不變,且準(zhǔn)時(shí)到達(dá)對(duì)岸,則船速變化如圖所示,可知B正確.]
二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題,每小題6分,共24分.全部選對(duì)的得6分,部分選對(duì)的得3分,有選錯(cuò)或不答的得0分)
7.(68520082)(2017·福建師大附中期中)如圖所示,物體P、Q經(jīng)無(wú)摩擦的定滑輪用細(xì)繩連在一起,此時(shí)Q豎直勻速上升,P物體在水平力F作用下沿水平粗糙地面向右運(yùn)動(dòng),則下列說(shuō)法正確的是 ( )
A.P做減速運(yùn)動(dòng)
B.細(xì)繩對(duì)P的作用力逐漸增大
C.P所受摩擦力逐漸增大
D.細(xì)繩對(duì)滑輪的作用力大小不變
解析:AC [設(shè)細(xì)繩與水平方向的夾角為θ,則vPcos θ=vQ,因?yàn)镼豎直勻速上升,則隨著θ角的減小,vP逐漸減小,即P做減速運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A正確;由于物體Q做勻速運(yùn)動(dòng),故細(xì)繩的拉力不變,即細(xì)繩對(duì)P的作用力不變,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;P所受摩擦力f=μ(mPg-Tsin θ),則隨著θ角的減小,P所受摩擦力逐漸增大,選項(xiàng)C正確;兩邊細(xì)繩對(duì)滑輪的拉力大小不變,但是兩繩的夾角逐漸變大,故由力的合成知識(shí)可知,細(xì)繩對(duì)滑輪的作用力逐漸減小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.]
8.(2017·寧夏銀川二中月考)質(zhì)量為2 kg的質(zhì)點(diǎn)在xOy平面上做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),在x方向的速度圖象和y方向的位移圖象如圖所示,下列說(shuō)法正確的是( )
A.質(zhì)點(diǎn)的初速度為5 m/s
B.2 s末質(zhì)點(diǎn)速度大小為6 m/s
C.質(zhì)點(diǎn)做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的加速度為3 m/s2
D.質(zhì)點(diǎn)所受的合外力為3 N
解析:AD [在位移—時(shí)間圖象中,圖象的斜率表示速度,故質(zhì)點(diǎn)在y方向上做vy=-4 m/s的勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),質(zhì)點(diǎn)在x方向上的初速度為vx0=3 m/s,所以質(zhì)點(diǎn)的初速度為v0==5 m/s,A正確,2 s末質(zhì)點(diǎn)在x方向上的速度為vxt=6 m/s,在y方向上的速度為vy=-4 m/s,所以質(zhì)點(diǎn)的合速度不等于6 m/s,B錯(cuò)誤;因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)在x方向上做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),在y軸方向上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),故質(zhì)點(diǎn)做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的加速度等于x方向上的加速度,故a= m/s2=1.5 m/s2,質(zhì)點(diǎn)受到的合力F合=ma=3 N,故C錯(cuò)誤,D正確.]
9.(2017·山東師大附中二模)如圖所示,在一次救災(zāi)工作中,一架沿水平直線(xiàn)飛行的直升機(jī)A,用懸索(重力可忽略不計(jì))救護(hù)困在湖水中的傷員B.在直升機(jī)A和傷員B以相同的水平速度勻速運(yùn)動(dòng)的同時(shí),懸索將傷員吊起,在某一段時(shí)間內(nèi),A、B之間的距離以l=H-t2(式中H為直升機(jī)A離地面的高度,各物理量的單位均為國(guó)際單位制單位)規(guī)律變化,則在這段時(shí)間內(nèi)( )
A.懸索的拉力等于傷員的重力
B.傷員處于超重狀態(tài)
C.在地面上看,傷員做加速度大小、方向均不變的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
D.從直升機(jī)看,傷員做速度大小增加的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
解析:BCD [根據(jù)公式l=H-t2=H-at2可得a=1 m/s2,故a=2 m/s2,即在豎直方向上存在向上的加速度,所以懸索的拉力大于傷員的重力,A錯(cuò)誤;加速度向上,則傷員處于超重狀態(tài),B正確;在地面上看,傷員在水平方向上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),在豎直方向上做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),故合運(yùn)動(dòng)為加速度恒定的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),C正確;從直升機(jī)上看,兩者在水平方向上相對(duì)靜止,在豎直方向上傷員做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),故D正確.]
10.(2017·江西贛州檢測(cè))光滑水平面上一運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)以速度v0通過(guò)點(diǎn)O,如圖所示,與此同時(shí)給質(zhì)點(diǎn)加上沿x軸正方向的恒力Fx和沿y軸正方向的恒力Fy,則( )
A.因?yàn)橛蠪x,質(zhì)點(diǎn)一定做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
B.如果FyFycot α,質(zhì)點(diǎn)向x軸一側(cè)做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
解析:CD [如果Fx、Fy二力的合力沿v0方向,即Fy=Fxtan α,則質(zhì)點(diǎn)做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤,C正確;若Fx>Fycot α,則合力方向在v0與x軸正方向之間,則軌跡向x軸一側(cè)彎曲而做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),若Fx
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