B.卫星从轨道1进入轨道2,需点火加速,在轨道2进入轨道3需在P点点火加速,机械能增加,则卫星在轨道3上的机械能大于在轨道1上的机械能,故B错误.
C.卫星在轨道2上经过Q点和在轨道1上经过Q点时万有引力相等,根据牛顿第二定律知,加速度相等,故C错误.
D.卫星在轨道2上由Q点运动至P点的过程中,万有引力做负功,速度减小,万有引力减小,加速度减小,因为只有万有引力做功,则机械能守恒,故D正确. 故选D. 【点睛】
根据万有引力提供向心力得出线速度与轨道半径的关系,从而比较轨道1和3上的线速度大小;根据变轨的原理分析轨道3和轨道1上的机械能大小;根据牛顿第二定律,结合万有引力的大小比较加速度;从Q到P,根据万有引力做功分析速度的变化,结合万有引力大小比较加速度的大小. 10.B 【解析】 【详解】
GMmmv2GM?根据万有引力提供向心力得,解得v?,故选项B正确,ACD错误。 2(2R)2R2R二、多项选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目
要求.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分 11.BC 【解析】 【详解】
A.在平衡力作用下的物体不一定守恒,如物体在竖直方向上做匀速直线运动;故A错误;
B.在光滑水平面上被细线拴住做匀速圆周运动的小球,动能和重力势能均不变,机械能一定守恒,故B正确;
C.物体沿固定光滑圆弧面下滑时,只有重力做功机械能守恒,故C正确;
D.在光滑水平面上压缩弹簧过程中的小球,由于受弹簧弹力作用,小球的机械能部分转移为弹簧的机械能,故小球的机械能不守恒,故D错误。 12.AD 【解析】 【详解】
AD.物体受恒力作用下的曲线运动为匀变速曲线运动,平抛运动只受重力作用,是匀变速曲线运动,平抛运动中只有重力做功,因此物体的机械能守恒,故AD正确;
B.平抛运动在相同的时间内速度变化相同(加速度均为g),但速度大小变化不同,故B错误;
C.做平抛运动的物体,在竖直方向为自由落体运动,即h?有关,与初速度无关,故C错误。 13.BC 【解析】 【详解】
12gt,则t?22h,即运动时间与下落的高度gA.由于向下为正方向,而弹簧中的弹力方向向上,所以选项A中的拉力应为负值,A错误;
B.小球接触弹簧上端后受到两个力作用:向下的重力和向上的弹力.在接触后的前一阶段,重力大于弹力,合力向下,而弹力F=kx,则加速度a?mg?kxk?g?x,故B正确; mmC.根据重力做功的计算式WG?mgx,可知C正确;
D.小球和弹簧整体的机械能守恒,小球的机械能不守恒,D错误. 14.BC 【解析】 【详解】
A.对a、b的整体,由牛顿第二定律可知,共同加速度为
a?F???2mg18??0.2?10?1m/s2
2m6选项A错误; B.对物体b:
Fab??mg?ma
解得 F ab=9N 选项B正确;
CD.撤去推力F时,a、b之间无弹力作用,b水平方向只受摩擦力作用,则b的加速度为
ab??mgm??g?2m/s2
选项C正确,D错误; 故选BC. 15.CD 【解析】 【详解】
A. 小球进入圆形轨道后刚好能通过c点,只有重力提供向心力
解得:
故A错误;
B.由机械能守恒定律得:
由向心力公式有:
解得轨道对小球的支持力F=6mg,根据牛顿第三定律得:小球到达b点时对轨道的压力为C.由平抛运动规律得,水平位移
故C正确;
D.小球离开轨道后,在竖直方向做自由落体运动, 小球从c点落到d点所需时间为
故D正确。 16.AD 【解析】
设两球质量均为m.碰撞前,总动量 P=PA+PB=12kg?m/s,碰撞前总动能为
2PAPB2923245Ek?????
2mA2mB2m2mm ,故B错误;
若P′A=5kg?m/s,P′B=6kg?m/s,则碰撞后,总动量 P′=P′A+P′B=11kg?m/s,动量不守恒,选项A错误;若碰 PB′=5kg?m/s, 撞后P′A=7kg?m/s,碰后B的速度小于A的速度,则不可能,选项B错误;若PA′= -6kg?m/s,PB′=18kg?m/s,总动量 P′=P′A+P′B=12kg?m/s,动量守恒,碰撞后总动能为
'2PAPB'262825045??Ek?????PA′=4kg?m/s,,则知总动能增加,是不可能的,故C错误.碰撞后,
2mA2mB2m2mmmPB′=8kg?m/s,总动量 P′=P′A+P′B=12kg?m/s,动量守恒.碰撞后总动能为
'2PAPB'242824045??Ek?????,则知总动能没有增加,是可能的,故D正确;故选D.
2mA2mB2m2mmm点睛:对于碰撞过程要遵守三大规律:1、是动量守恒定律;2、总动能不增加;3、符合物体的实际运动情况.
三、实验题:共2小题,每题8分,共16分 17.CD AB 【解析】 【详解】
(1)[1]使木板倾斜,使小车受到的摩擦力与小车所受重力沿板向下的分力大小相等,在不施加拉力时,小车在斜面上运动时受到的合力为零,小车可以在斜面上做匀速直线运动;小车与橡皮筋连接后,小车所受到的合力等于橡皮筋的拉力,橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功,使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动,故AB错误,CD正确;
(2)[2]若根据多次测量数据画出的W-v草图如图2所示,根据图线形状可知,该函数是幂函数,可以写成
W?vn
由于函数的曲线向上弯曲,所以n>1,对W与v的关系做出的猜想肯定不正确的是A和B,C和D是可能的。
18.6.700 1.10±0.01 【解析】 【详解】
[1] 由图示螺旋测微器可知,螺旋测微器的读数为:d=6.5mm+20.0×0.01mm=6.700mm; [2] 电压表量程为3V,由图示电压表表盘可知,其分度值为:0.1V,示数为:1.10V. 四、解答题:本题共4题,每题5分,共20分 19. (1)Tmax?10N (1) 0.35???0.5或??0.125 【解析】 【详解】
(1)摆球由C到D过程机械能守恒,则
mg(L?Lcos?)?122?gL mvD,解得vD2在D点由牛顿第二定律得
2mvD FT?mg?L联立得摆线的最大拉力FT?2mg?10N (1)摆球不脱离圆轨道的情况有:
①摆球能到达A孔,且小球到达A孔的速度恰好为零 对摆球从D到A的过程,由动能定理得
12??1mgs?0?mvD
2解得?1?0.5
②摆球进入A孔的速度较小,在圆心以下做等幅摆动,不脱离轨道 其临界情况为到达与圆心等高处速度为零 由机械能守恒定律得
12mvA?mgR 2对摆球从D到A的过程,由动能定理得
??2mgs?1212mvA?mvD 22解得?2?0.35
③摆球能过圆轨道的最高点则不会脱离轨道,在圆周的最高点,由牛顿第二定律得
mv2 mg?R由动能定理得
??3mgs?2mgR?解得?3?0.125
1212mv?mvD 22综上所述,动摩擦因数?的范围为0.35???0.5或者??0.125 【点睛】
在物体受力较复杂,但是做功比较容易表达的情况下,常根据动能定理求得某一位置的速度;另外对于某一过程,某些力做的功(尤其是变力做的功)通常用动能定理求解. 20. (1)25m/s;(2)75m;(3)23m 【解析】 【分析】
根据匀变速直线运动的速度与时间的关系,位移与时间的关系,等基本公式解题。 【详解】 (1)根据
v?v0?at
代入数据,得 v?25m/s
(2)根据
1x?v0t?at2
2代入数据,得
x?75m
(3)前4s的位移
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