【答案】A
【解析】
试题分析:
神舟号飞船绕地球飞行时,飞船受到的万有引力提供向心力可得:
得
第一宇宙速度
因为神舟号飞船轨道半径
故神舟号飞船运行的线速度
即
故选A.
考点:
第一宇宙速度、
点评:
第一宇宙速度是绕地球做圆周运动的最大速度,是发射卫星的最小速度,根据万有引力提供向心力可得.
7.飞机以150m/s的水平速度匀速飞行,不计空气阻力,在某一时刻让飞机上的A物体落下,相隔1秒钟又让B物体落下,在以后运动中关于A物体与B物体的位置关系,正确的是()
A.A物体在B物体的前下方
B.A物体在B物体的后下方
C.A物体始终在B物体
正下方5m处
D.以上说法都不正确
【答案】D
【解析】
试题分析:
AB两球均从匀速飞行的飞机上自由下落,均做平抛运动,水平方向做速度等于飞机速度的匀速直线运动,所以两球在落地前总飞机的正下方;A先下落,速度大于B的速度,且在B的正下方,则两者距离
,所以位移随时间逐渐增大.故ABC均错误,D正确,
考点:
考查了平抛运动
二.多项选择题
8.关于运动的性质,以下说法中正确的是()
A.曲线运动一定是变速运动
B.变速运动一定是曲线运动
C.加速度大小和速度大小都不变的运动一定是直线运动
D.合运动的方向就是物体实际运动的方向
【答案】AD
【解析】
【详解】A、曲线运动物体的速度方向与该点曲线的切线方向相同,所以曲线运动的速度的方向是时刻变化的,它的速度的必定是改变的,所以曲线运动一定是变速运动,故A正确;
B、变速运动可以是直线运动,也可以是曲线运动,故B错误;
C、物体的加速度大小和速度大小都不变的运动不一定是直线运动,比如匀速圆周运动,故C错误;
D、物体实际运动的方向就是合运动的方向,故D正确。
9.如图所示,直径为d的纸制圆筒,以角速度ω绕中心轴匀速转动,把枪口垂直圆筒轴线,使子弹穿过圆筒,结果发现圆筒上只有一个弹孔,则子弹的速度不可能是()
A.dω/π
B.dω/2π
C.dω/3π
D.dω/4π
【答案】BD
【解析】
由题意知圆筒上只有一个弹孔,证明子弹穿过圆筒时,圆筒转过的角度应满足θ=π+2kπ=(2k+1)π(k=0,1,2,…),子弹穿过圆孔所用时间t=
=
,所以有v=
(k=0,1,2,…),故不可能的选项为B、D.
思路分析:
圆筒上只有一个弹孔,证明子弹穿过圆筒时,圆筒转过的角度应满足θ=π+2kπ=(2k+1)π(k=0,1,2,…),
试题点评:
关键是列出v=
的等式
10.关于地球同步卫星,正确的说法是( )
A.可以定点在彭州中学上空
B.它运行的线速度大于第一宇宙速度
C.各国发射的同步卫星线速度大小、角速度、周期、轨道半径都一样
D.发射同步卫星的速度必须大于第一宇宙速度
【答案】CD
【解析】
同步卫星只能定点在赤道的上空,选项A错误;根据
,因同步卫星的高度比地球半径大的多,故同步卫星的运行线速度小于第一宇宙速度,且发射同步卫星的速度必须大于第一宇宙速度,选项B错误,D正确;同步卫星都具有相同的周期、角速度、轨道半径即线速度,选项C正确;故选CD.
11.经长期观测,人们在宇宙中已经发现了“双星系统”,“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成,每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离,而且双星系统一般远离其他天体.如图所示,两颗星球组成的双星,在相互之间的万有引力作用下,绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动.现测得两颗星之间的距离为L,质量之比为m1:
m2=3:
2.则下列结论不正确的是( )
A.m1,m2做圆周运动的线速度之比为3:
2
B.m1,m2做圆周运动的角速度之比为1:
1
C.m1做圆周运动的半径为2L/5
D.m2做圆周运动的半径为3L/5
【答案】BCD
【解析】
双星系统靠相互间
万有引力提供向心力,角速度大小相等,向心力大小相等,则有:
.则
.因为
,则
.
根据
,知
.故BCD正确,A错误.
本题选择不正确的,故选A.
点睛:
在双星问题中,要知道双星的角速度相等,并且利用万有引力提供向心力,找到半径之间的关系及线速度之间的关系。
12.我国发射的“神州六号”载人飞船,与“神州五号”飞船相比,它在更高的轨道上绕地球做匀速圆周运动,如图做示,下列说法中正确的是()
A.“神州六号”的速度较小
B.“神州六号”的角速度较小
C.“神州六号”的周期更短
D.“神州六号”的向心加速度较大
【答案】AB
【解析】
【分析】
研究卫星绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,列出等式表示出线速度、角速度、周期和向心加速度,物理量根据轨道半径的关系判断各物理量的大小关系.
【详解】A、根据万有引力提供向心力
,得
,可知,轨道半径越大,运行速度越小,故“神州六号”运行速度较小,故A正确;
B、根据万有引力提供向心力
,得
,可知,轨道半径越大,运行角速度越小,故“神州六号”运行角速度较小,故B正确;
C、根据万有引力提供向心力
,得
,可知,轨道半径越大,运行周期越大,故“神州六号”运行周期较大,故C错误;
D、根据万有引力提供向心力
a,得
,可知,轨道半径越大,运行向心加速度速度越小,故“神州六号”运行的向心加速度较小,故D错误。
三、填空题
13.一宇航员在某星球上用弹簧秤称量质量为m的砝码,读数为F。
则该星球的表面重力加速度为________。
若该星球半径为R,可求得它的质量为____________(已知万有引力常量为G)。
【答案】
(1).
(2).
【解析】
【分析】
弹簧秤的示数为重力,由此可得星球表面的重力加速度。
由星球表面万有引力等于重力可得星球质量。
【详解】弹簧秤的示数为重力,即F=mg0,可得该星球表面的重力加速度为:
①
由星球表面万有引力等于重力可得:
②,由①②解得:
。
14.在做研究平抛运动的实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画出小球平抛运动的轨迹。
为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出一些操作要求,将你认为正确选项的前面字母填在横线上:
__。
(a)通过调节使斜槽的末端保持水平
(b)每次释放小球的位置必须不同
(c)每次必须由静止释放小球
(d)小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触
(e)将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线
(1)为使小球水平抛出,必须调整斜槽,使其末端的切线成水平方向,检查方法是___________。
(2)小球抛出点的位置必须及时记录在白纸上,然后从这一点画水平线和竖直线作为x轴和y轴,竖直线是用___________来确定的。
(3)某同学建立的直角坐标系如图所示,设他在安装实验装置和其余操作时准确无误,只有一处失误,即是_____________。
【答案】
(1).a、c、d
(2).将小球放在斜槽末端,看小球在末端是否滚动(3).重垂线(4).坐标原点应建立在水平槽口正上方球心处,而该同学却错误地将坐标原点取在槽口处
【解析】
【详解】(a)要保证小球做平抛运动,必须通过调节使斜槽的末端保持水平,故a正确;
(b)为保证小球做平抛运动的初速度相等,每次释放小球的位置必须相同,故b错误;
(c)为保证小球做平抛运动的初速度相等,每次必须由静止释放小球,故c正确;
(d)为避免摩擦影响小球的运动轨迹,小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触,故d正确;
(e)将球的位置记录在纸上后,取下纸,应用平滑的曲线把各点连接起来,不是用直尺将点连成折线,故e错误;
(1)在“研究平抛物体的运动”的实验中成功的关键是看小球是否水平抛出,因此要求斜槽的末端是水平的,检验方法是将小球放在斜槽末端,看小球在末端是否滚动.
(2)竖直线是用过O点的重垂线来确定的;
(3)小球作平抛运动时,平抛
起点应该在球心处,故其失误是:
坐标原点应建立在水平槽口正上方球心处,而该同学却错误地将坐标原点取在槽口处.
三、计算题
15.一辆质量m=2.0t的小轿车,驶过半径R=100m的一段圆弧形桥面,重力加速度g=10m/s2,求:
⑴若桥面为凹形,轿车以20m/s的速度通过桥面最底点时,对桥面压力是多大?
⑵若桥面为凸形,轿车以10m/s的速度通过桥面最高点时,对桥面压力是多大?
⑶轿车以多大速度通过凸形桥面顶点时,对桥面刚好没有压力?
【答案】
(1)2.8×104N;
(2)1.2×104N;(3)10
m/s
【解析】
【分析】
在凹形桥的最低点和凸形桥的最高点,靠竖直方向上的合力提供向心力,根据牛顿第二定律求出支持力的大小,从而得出汽车对桥面的压力。
当压力为零时,靠重力提供向心力,根据牛顿第二定律求出汽车的速度.
详解】
(1)汽车通过凹形桥面最低点时,由牛顿第二定律:
N1﹣mg
解得:
N1
mg=(2000
2000×10)N=2.8×104N
根据牛顿第三定律,汽车对桥面最低点的压力大小是2.8×104N.
(2)汽车通过凸形桥面最高点时,mg﹣N2
解得:
N2=mg
(2000×10﹣2000
)N=1.2×104N
根据牛顿第三定律,汽车在桥的顶点时对桥面压力的大小为1.2×104N.
(3)汽车通过凸形桥面顶点时对桥面压力为零时.由牛顿第二定律mg
解得:
vm
m/s.
【点睛】解决本题的关键知道凹形桥最低点和凸形桥最高点向心力的来源
16.载人登月计划是我国的“探月工程”计划中实质性的目标.假设宇航员登上月球后,以初速度v0竖直向上抛出一小球,测出小球从抛出到落回原处所需的时间为t.已知引力常量为G,月球的半径为R,不考虑月球自转的影响,求:
(1)月球表面的重力加速度大小
;
(2)月球的质量M;
(3)飞船贴近月球表面绕月球做匀速圆周运动的周期T.
【答案】
(1)
;
(2)
;(3)
【解析】
【详解】
(1)小球在月球表面上做竖直上抛运动,有
月球表面的重力加速度大小
(2)假设月球表面一物体质量为m,有
月球的质量
(3)飞船贴近月球表面做匀速圆周运动,有
飞船贴近月球表面绕月球做匀速圆周运动的周期