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题型: 单选题
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单选题

一航天飞机绕地球做匀速圆周运动,航天飞机内一机械手将物体相对航天飞机无初速度地释放于机外,则此物体将(  )

A自由落体运动

B做平抛运动

C绕地球做匀速圆周运动

D以上都不是

正确答案

C

解析

解:航天飞机在太空绕地球作匀速圆周运动时,由地球的万有引力提供向心力,由牛顿第二定律得到航天飞机的速度表达式为v=,M是地球的质量,r是航天飞机的轨道半径.将物体相对航天飞机静止释放时,物体的速度也等于v=,地球对物体万有引力恰好提供其向心力,所以物体将随航天飞机同步绕地球作匀速圆周运动,不做自由落体运动.故ABD错误,C正确.

故选C

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题型: 多选题
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多选题

下列关于匀速圆周运动的说法,正确的是(  )

A它是变速运动

B其加速度不变

C其角速度不变

D周期越大,物体运动得越快

正确答案

A,C

解析

解:A、匀速圆周运动速度的方向时刻改变,可见是变速运动.故A正确.

    B、匀速圆周运动的加速度就是向心加速度,方向始终指向圆心,可见方向时刻改变.故B错误.

    C、匀速圆周运动的角速度不变.故C正确.

    D、根据ω=,周期越大,角速度越小,运动越慢.故D错误.

故选AC.

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题型: 多选题
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多选题

对于做匀速圆周运动的物体,下列说法正确的是(  )

A其转速与角速度成正比,其周期与角速度成反比

B运动的快慢可用线速度来描述

C匀速圆周运动不是匀速运动,因为其轨迹是曲线

D做匀速圆周运动的物体速度方向时刻都在改变,速度的大小也可能时刻都在改变

正确答案

A,B,C

解析

解:A、根据ω=2πn可知,转速与角速度成正比;由T=可知周期与角速度成反比,故A正确;

B、线速度表示单位时间内转过的弧长,可以描述运动的快慢,故B正确;

C、匀速圆周运动其轨迹是曲线,速度方向一定改变,不是匀速运动,故C正确;

D、匀速圆周运动的过程中,线速度的大小不变,方向改变,故D错误.

故选:ABC

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题型:简答题
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简答题

如图,质量为0.5kg的小杯里盛有1kg的水,用绳子系住小杯在竖直平面内做“水流星”表演,转动半径为1m,小杯通过最高点的速度为4m/s,g取10m/s2.求:

(1)在最高点时,绳的拉力?

(2)在最高点时水对小杯底的压力?

(3)为使小杯经过最高点时水不流出,在最高点时最小速率是多少?

正确答案

解:(1)小杯质量m=0.5kg,水的质量M=1kg,在最高点时,

杯和水的受重力和拉力作用,如图所示,

合力F=(M+m)g+T-------------------------①

圆周半径为R,则F=(M+m)----------------②

F提供向心力,有 (M+m)g+T=(M+m)

所以细绳拉力T=(M+m)(-g)=(1+0.5)(-10)=9N;

(2)在最高点时,水受重力Mg和杯的压力F作用,如图所示,

合力F=Mg+F

圆周半径为R,则F=M

F提供向心力,有 Mg+F=M

所以杯对水的压力F=M(-g)=1×(-10)=6N;

根据牛顿第三定律,水对小杯底的压力为6N,方向竖直向上.

(3)小杯经过最高点时水恰好不流出时,此时杯对水的压力为零,只有水的重力作为向心力,由(2)得:

Mg=M

解得v==m/s=

答:(1)在最高点时,绳的拉力为9 N;(2)在最高点时水对小杯底的压力为6N;(3)在最高点时最小速率为

解析

解:(1)小杯质量m=0.5kg,水的质量M=1kg,在最高点时,

杯和水的受重力和拉力作用,如图所示,

合力F=(M+m)g+T-------------------------①

圆周半径为R,则F=(M+m)----------------②

F提供向心力,有 (M+m)g+T=(M+m)

所以细绳拉力T=(M+m)(-g)=(1+0.5)(-10)=9N;

(2)在最高点时,水受重力Mg和杯的压力F作用,如图所示,

合力F=Mg+F

圆周半径为R,则F=M

F提供向心力,有 Mg+F=M

所以杯对水的压力F=M(-g)=1×(-10)=6N;

根据牛顿第三定律,水对小杯底的压力为6N,方向竖直向上.

(3)小杯经过最高点时水恰好不流出时,此时杯对水的压力为零,只有水的重力作为向心力,由(2)得:

Mg=M

解得v==m/s=

答:(1)在最高点时,绳的拉力为9 N;(2)在最高点时水对小杯底的压力为6N;(3)在最高点时最小速率为

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题型: 多选题
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多选题

一轻杆一端固定一质量为m的小球,以另一端O为圆心,使小球做半径为R的圆周运动,以下说法正确的是(  )

A小球过最高点时,杆所受的弹力可以等于零

B小球过最高点时的最小速度为

C小球过最高点时,杆对球的作用力可以与球所受重力方向相反

D小球过最高点时,杆对球作用力一定与小球所受重力方向相反

正确答案

A,C

解析

解:A、当小球在最高点恰好只有重力作为它的向心力的时候,此时球对杆没有作用力,所以A正确.

B、轻杆带着物体做圆周运动,只要物体能够到达最高点就可以了,所以速度可以为零,所以B错误.

C、小球在最高点时,如果速度恰好为,则此时恰好只有重力作为它的向心力,杆和球之间没有作用力,如果速度小于,重力大于所需要的向心力,杆就要随球由支持力,方向与重力的方向相反,如果速度大于,向心力大于重力,杆对小球的作用力跟重力相同,所以C正确,D错误.

故选:AC

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