静摩擦力为物块A重力的k倍,A与转轴的距离为R,则小物块A圆周运动的最大速度
A. B. C. D.
【答案】B 【解析】
【详解】当木块将要滑动时,最大静摩擦力等于向心力,则二、多选题(本大题共4小题,共16.0分)
8.如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端连接一小物块,O点为弹簧在原长时物块的位置。物块由A点静止释放,沿粗糙程度相同的水平面向右运动,最远到达B点。在从A到B的过程中物块
,解得
,故选B.
A. 加速度先减小后增大 B. 所受弹簧弹力始终做正功
C. 运动过程中速度最大的位置在O点的左侧
D. 到达O点位置,物体获得的动能等于弹簧弹力做的功 【答案】AC 【解析】 【分析】
弹力与摩擦力平衡的位置在AO之间,平衡位置处速度最大、加速度为零;根据动能定理分析弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功关系;
【详解】A、由于水平面粗糙且O点为弹簧在原长时物块的位置,所以弹力与摩擦力平衡的位置在OA之间,加速度为零时弹力和摩擦力平衡,所以物块在从A到B的过程中加速度先减小后反向增大,故A正确; B、从A到O过程中弹力方向与位移方向相同,弹力做正功,从O到B过程中弹力方向与位移方向相反,弹力做负功,故B错误;
C、物体在平衡位置处速度最大,所以物块速度最大的位置在AO之间某一位置,即在O点左侧,故C正确; D、AO运动过程中除了弹力做功外还有摩擦力做功,故物体获得的动能等于弹簧弹力做的功和摩擦力做功之和,故D错误; 故选AC。
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【点睛】关键是抓住弹簧的弹力是变化的,分析清楚物体向右运动的过程中受力情况,从而判断出其运动情况,知道平衡位置速度最大、加速度为零。
9.宇宙中有两颗孤立的中子星,它们在相互的万有引力作用下间距保持不变,并沿半径不同的同心圆轨道做匀速圆周运动.如果双星间距为L,质量分别为A. 双星中
的轨道半径
和
,引力常量为G,则( )
B. 双星的运行周期
C. 的线速度大小 D. 的线速度大小
【答案】AD 【解析】
【详解】设行星转动的角速度为ω,周期为T.对星球m1,由向心力公式可得:
,
同理对星m2,有:;两式相除得:,(即轨道半径与质量成反比);又因为L=R1+R2,
所以得:R1=L,R2=L.选项A正确;由上式得到,因为T=,所以:T=
2πL,选项B错误; 由v=可得双星线速度为:,
,选项C错误,D正确;故选AD.
【点睛】解决本题的关键掌握双星模型系统,知道它们靠相互间的万有引力提供向心力,向心力的大小相等,角速度的大小相等.
10.一人用力把质量为1 kg的物体由静止向上提高4 m,使物体获得8 m/s的速度,则下列说法中正确的是( )(g=10 m/s2)
A. 物体动能改变为64 J B. 合外力对物体做的功为32 J C. 物体重力做功为40 J D. 人对物体做功为72J 【答案】BD 【解析】
由动能定理得:W-mgh=
代入数据得W=18J,A对;因物体上升,物体重力做负功大小为10 J,B错;
合外力对物体做的功为动能的变化量是8J,C错,D对。
11.如图,在竖直平面内,一半径为R的光滑圆弧轨道ABC和水平轨道PA在A点相切。BC为圆弧轨道的直
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径。O为圆心,OA和OB之间的夹角为α,sinα=,一质量为m的小球沿水平轨道向右运动,经A点沿圆弧轨道通过C点,落至水平轨道;在整个过程中,除受到重力及轨道作用力外,小球还一直受到一水平恒力的作用,已知小球在C点所受合力的方向指向圆心,且此时小球对轨道的压力恰好为零。重力加速度大小为g。则水平恒力的大小F和小球到达C点时速度的大小V为( )
A. B. C. D.
【答案】BC 【解析】
【详解】设水平恒力的大小为F,小球到达C点时所受合力的大小为F合,由力的合成法则,则有:
;
F2合=(mg)2+F2;设小球到达C点时的速度大小为v,由牛顿第二定律得:F合=m;联立上式,结合题目所给数据,解得:F0=mg;v=
,所以AD错误,BC正确。故选BC。
三、填空题(本大题共1小题,共20.0分)
12.用如图实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒.m2从高处由静止开始下落,m1上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律.如图给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离已在图中标出.已知m1=50 g、m2=150 g,则(g取10 m/s,结果保留两位有效数字)
2
(1)下面列举了该实验的几个操作步骤:
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A.按照图示的装置安装器件 B.将打点计时器接到直流电源上 C.先释放m2,再接通电源打出一条纸带 D.测量纸带上某些点间的距离
E.根据测量的结果,分别计算系统减少的重力势能和增加的动能 其中操作不当的步骤是__________(填选项对应的字母). (2)在纸带上打下计数点5时的速度v=______m/s;
(3)在打点0~5过程中系统动能的增量ΔEk=________ J,系统势能的减少量ΔEp=______J,由此得出的结论是________________________________________________________________________________; (4)若某同学作出v2-h图象如图所示,写出计算当地重力加速度g的表达________________,并计算出当地的实际重力加速度g=________m/s.
2
【答案】(1)BC (2) 0.58 在误差允许的范围内,(3)【解析】
、组成的系统机械能守恒
试题分析:(1)打点计时器需要接交流电源,B错;先接通电源在释放纸带,C错;故选BC(2)点5为4到6间的中间时刻,由中间时刻的瞬时速度等于平均速度可知量为
,动能增
由此可知得出的结论是在误差允许的范围内,m1、m2组成的系统机械能守恒
(3)由动能定理
考点:考查验证系统机械能守恒定律
点评:本题难度较小,在传统实验的基础上演变出系统机械能守恒的验证问题,需要注意的是系统重力势能的减小量等于系统动能的增量
四、计算题(本大题共2小题,共36.0分)
13.地球同步卫星,在通讯、导航等方面起到重要作用。已知地球表面重力加速度为g,地球半径为R,地
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