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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

18.太极球是广大市民中较流行的一种健身器材。将太极球(拍和球)简化成如图所示的平板和小球,熟练的健身者让球在竖直面内始终不脱离板而做半径为R的匀速圆周运动,且在运动到图中的ABCD位置时球与板间无相对运动趋势。A为圆周的最高点,C为最低点,BD与圆心O等高。球的质量为m,重力加速度为g,则

AC处板对球施加的力比在A处大6mg

B球在运动过程中机械能守恒

C球在最低点C的速度最小值为

D板在B处与水平方向的倾角θ随速度的增大而增大

正确答案

D

解析

A、设球运动的线速率为v,半径为R,则在A处时:,在C处时:

解得:F=2mg,即在C处板对球所需施加的力比A处大mg,故A错误;

B、球在运动过程中,动能不变,势能时刻变化,故机械能不守恒,故B错误;

C、球在任意时刻的速度大小相等,即球在最低点C的速度最小值为等于在最高点最小速度,根据,得故C错误;

D、在B处合力提供向心力,即,故,故板在B处与水平方向倾斜角随速度的增大而增大,故D正确.故选:D

考查方向

本题考查了向心力公式的应用,重点要对物体的受力做出正确的分析,列式即可解决此类问题。

解题思路

球在运动过程中受重力和支持力,由向心力公式可以求在各点的受力情况,并结合机械能守恒的条件分析即可。

易错点

抓住球在竖直面内始终不脱离板而做半径为R的匀速圆周运动,分析受力情况,注意合力提供小球运动的向心力。

知识点

牛顿第二定律匀速圆周运动向心力
1
题型: 单选题
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单选题 · 6 分

3.如图所示两个内壁光滑的倒立圆锥,底角不同,两个完全相同的小球AB在两个圆锥内壁相同高度处分别做匀速圆周运动。关于小球AB的运动情况,下列说法正确的是 (   )

A两小球做匀速圆周运动的角速度大小相同

B两小球做匀速圆周运动的向心加速度大小相同

C两小球做匀速圆周运动的线速度大小相同

D两小球做匀速圆周运动的向心力大小相同

正确答案

C

解析

A选项,如图所示,小球的受力图,合力F合力=mgtanθ=,又因为合外力提供向心力有:=2r,所以ω2=ωAωB,故错误。

B选项,根据合外力提供向心力有:=ma,所以a=aAaB,故错误。

C选项,根据合外力提供向心力有:=,所以v2=gh,因为高度相同所以线速度相同vAvB,故C选项正确。

D选项,根据合外力提供向心力有:F向心力= F合力=mgtanθ=,所以FA向心力FB向心力,故错误。

考查方向

1、考查物体做匀速圆周运动的基本公式F合外力=ma==mω2r。2、考查物体的受力分析。

解题思路

1、首先分析小球的受力情况,求出小球的合外力的表达式。2、根据合外力通过向心力分别求出,角速度,线速度,向心加速度的表达式,从而判断A、B小球角速度,线速度,向心加速度的大小关系。

易错点

1、对小球的受力分析不到位。2、对公式的选择模糊不清。

知识点

匀速圆周运动向心加速度向心力
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

6.如图所示,水平转台上的小物体A、B通过轻弹簧连接,并随转台一起匀速转动,A、B的质量分别为m、2m,A、B与转台的动摩擦因数都为μ,A、B离转台中心的距离分别为1.5r、r,已知弹簧的原长为1.5r,劲度系数为k,设本题中的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,以下说法中正确的是( )

A当B受到的摩擦力为0时,转台转动的角速度为

B当A受到的摩擦力为0时,转台转动的角速度为

C当B刚好要滑动时,转台转动的角速度为

D当A刚好要滑动时,转台转动的角速度为

正确答案

B,D

解析

因为A、B离转台中心的距离分别为1.5r、r,已知弹簧的原长为1.5r,所以弹簧伸长量为

由于A、B随转台一起匀速转动,可知角速度相同. A.当B受到的摩擦力为0时,弹簧弹力提供B的向心力,由牛顿第二定律得,解得,故A错误; B. 当A受到的摩擦力为0时, 弹簧弹力提供A的向心力,由牛顿第二定律得,解得,故B正确; C. 当B刚好要滑动时,对B由摩擦力与弹簧弹力提供向心力,由牛顿第二定律得,解得,故C错误; D. 当A刚好要滑动时对A由摩擦力与弹簧弹力提供向心力,由牛顿第二定律得,解得,故D正确;故本题选BD

考查方向

匀速圆周运动及其临界问题,牛顿第二定律的应用

解题思路

由题意先计算出弹簧的形变量,然后根据A与B的相应条件,找出向心力,依据牛顿第二定律分析求解。

易错点

根据A与B的相应条件,关键进行正确的受力分析,找出在各自相应条件下的向心力。

知识点

牛顿第二定律匀速圆周运动向心力
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

6. 美国宇航局通过哈勃望远镜发现冥王星的“姐妹星” 鸟神星有一个小月亮,本次发现的鸟神星卫星具有重大意义,通过测量这颗小月亮的轨道,天文学家可以洞察它的演化,假设小月亮以速度v绕鸟神星做匀速圆周运动,测出运动的周期为T,已知引力常量为G,不计周围其他天体的影响,则下列说法正确的是(     )

(在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项是正确,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,不选或有选错的得0分。)

A鸟神星的质量为

B小月亮的质量为

C小月亮运动的轨道半径为

D小月亮运动的加速度为

正确答案

A,C,D

解析

A、C.根据圆周运动知识得,则小月亮运动的轨道半径为,根据万有引力提供向心力,列出等式,联立解得鸟神星的质量为故AC正确;

B.根据题意是小月亮围绕鸟神星做匀速圆周运动,根据万有引力定律仅题目已知条件无法求出小月亮的质量,故B错误;

D.根据向心加速度公式,联立解得行星运动的加速度为,故D正确;

故本题选ACD

考查方向

本题主要考查了万有引力定律及其应用;匀速圆周运动; 向心加速度,结合冥王星的“姐妹星” 鸟神星的卫星小月亮利用圆周运动的相关知识解答,体现了学生的基础知识掌握能力;

解题思路

已知小月亮的线速度v与绕鸟神星的周期T,由圆周运动知识可得小月亮运动的轨道半径;根据万有引力提供向心力利用周期关系可解得鸟神星的质量,由圆周运动向心加速公式可解得小月亮的向心回速度值;

易错点

明确小月亮绕中心天体鸟神星做匀速圆周运动,因题目已知条件无法解得小月亮的质量。

知识点

匀速圆周运动向心加速度万有引力定律及其应用
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

8. 如图所示,有一水平转台,上面放置着用轻质弹簧连接的小物体A、B使其随转台一起匀速转动,A、B的质量分别为,A、B与转台的动摩擦因数都为μ,A、B离转台中心的距离分别为1.5r、r,已知弹簧的原长为1.5r,劲度系数为k,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,以下说法中正确的是(     )

(在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项是正确,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,不选或有选错的得0分。)

A当B受到的摩擦力为0时,转台转动的角速度为

B当A受到的摩擦力为0时,转台转动的角速度为

C当B刚好要滑动时,转台转动的角速度为

D当A刚好要滑动时,转台转动的角速度为

正确答案

A,D

解析

因为A、B离转台中心的距离分别为1.5r、r,已知弹簧的原长为1.5r,所以弹簧伸长量为

由于A、B随转台一起匀速转动,可知角速度相同.

A.当B受到的摩擦力为0时,弹簧弹力提供B的向心力,由牛顿第二定律得,解得,故A正确;

B. 当A受到的摩擦力为0时, 弹簧弹力提供A的向心力,由牛顿第二定律得,解得,故B错误;

C. 当B刚好要滑动时,对B由摩擦力与弹簧弹力提供向心力,由牛顿第二定律得,解得,故C错误;

D. 当A刚好要滑动时对A由摩擦力与弹簧弹力提供向心力,由牛顿第二定律得,解得,故D正确;

考查方向

本题主要考查了匀速圆周运动及其临界问题,牛顿第二定律的应用,意在考查学生对题目信息变化条件的理解,体现了学生的基础知识掌握能力;

解题思路

由题意先计算出弹簧的形变量,然后根据A与B的相应条件,找出向心力,依据牛顿第二定律分析求解。

易错点

根据A与B的相应条件,关键进行正确的受力分析,找出在各自相应条件下的向心力。

知识点

牛顿运动定律的综合应用匀速圆周运动
下一知识点 : 向心加速度
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