解析甘肃省兰州一中2020┄2021学年高一下学期期中物理试卷
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甘肃省兰州一中2020┄2021学年高一下学期期中物理试卷一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共计48分.其中1-7小题为单选题,8-12小题为多选题)
1.(4分)下列说法正确的有()
ﻩA.做曲线运动的物体速度方向在时刻改变,故曲线运动是变速运动
ﻩB. 做曲线运动的物体,受到的合外力方向在不断改变
ﻩC.ﻩ做匀速圆周运动的物体,其向心力是不变的
D. 汽车经过拱形桥最高点时在竖直方向上一定受到重力、支持力
2.(4分)一箱土豆在转盘上随转盘以角速度ω做匀速圆周运动,其中一个处于中间位置的土豆质量为m,它到转轴的距离为R,则其它土豆对该土豆的作用力为()
ﻩA.ﻩmgﻩB.ﻩmω2R
C.ﻩD.
3.(4分)“太空涂鸦”技术就是使低轨运行的攻击卫星在接近高轨侦查卫星时,准确计算轨道向其发射“漆雾”弹,并在临近侦查卫星时,压爆弹囊,让“漆雾”散开并喷向侦查卫星,喷散后强力吸附在侦查卫星的侦察镜头、太阳能板、电子侦察传感器等关键设备上,使之暂时失效.下列说法正确的是()
A. 攻击卫星在轨运行速率大于7.9km/s
B.攻击卫星进攻前的速度比侦查卫星的速度小
ﻩC.ﻩ攻击卫星完成“太空涂鸦”后应减速才能返回低轨道上
ﻩD. 若攻击卫星周期已知,结合万有引力常量就可计算出地球质量
4.(4分)如图所示,航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后,在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ,B为轨道Ⅱ上的一点,如图所示,关于航天飞机的运动,下列说法中正确的有()
A.ﻩ在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度
B.ﻩ在轨道Ⅱ上经过A的速度大于在轨道Ⅰ上经过A的速度
C.ﻩ在轨道Ⅱ上运动的周期大于在轨道Ⅰ上运动的周期
ﻩD.ﻩ在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度
5.(4分)双星系统由两颗恒星组成,两恒星在相互引力的作用下,分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动.研究发现,双星系统演化过程中,两星的总质量、距离和周期均可能发生变化.若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T,经过一段时间演化后,两星总质量变为原来的k倍,两星之间的距离变为原来的n倍,则此时圆周运动的周期为()
ﻩA. T B.TﻩC.T D. T
6.(4分)人造卫星1和2绕地球做匀速圆周运动的周期分别为T1、T2,设在卫星1、卫星2各自所在的高度上的重力加速度大小分别为g1、g2,则()
A.B.ﻩ)=(ﻩ=()
ﻩC. =()2ﻩD.=ﻩ()2
7.(4分)假设地球可视为质量均匀分布的球体,已知地球表面重力加速度在两极的大小为g0,赤道的大小为g;地球自转的周期为T,引力常量为G.则地球的密度为()
A.B.ﻩﻩ
C.D.ﻩﻩ
8.(4分)已知万有引力常量G,则还需知道下面哪一选项的数据,就可以计算月球的质量()ﻩA.ﻩ已知“嫦娥三号”绕月球运行的周期及“嫦娥三号”到月球中心的距离
ﻩB.ﻩ已知月球绕地球运行的周期及月球中心到地球中心的距离
C.ﻩ已知人造卫星在月球表面附近绕行的速度及月球的半径
ﻩD.已知“嫦娥三号”在月球上受到的重力及月球的半径
9.(4分)某同学通过Internet查询到“神舟”六号飞船在圆形轨道上运行一周的时间约为90分钟,他将这一信息与地球同步卫星进行比较,由此可知()
A.ﻩ“神舟”六号在圆形轨道上运行时的向心加速度比地球同步卫星大
B.ﻩ“神舟”六号在圆形轨道上运行时的速率比地球同步卫星大
ﻩC.ﻩ“神舟”六号在圆形轨道上运行时离地面的高度比地球同步卫星高
ﻩD.“神舟”六号在圆形轨道上运行时的角速度比地球同步卫星小
10.(4分)公路急转弯处通常是交通事故多发地带.如图,某公路急转弯处是一圆弧,当汽车行驶的速率为v c时,汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势.则在该弯道处()
ﻩA.ﻩ路面外侧高内侧低
B.车速只要低于v c,车辆便会向内侧滑动
C.ﻩ车速虽然高于v c,但只要不超出某一最高限度,车辆便不会向外侧滑动
D.ﻩ当路面结冰时,与未结冰时相比,v c的值变小
11.(4分)如图,两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上,a与转轴O O′的距离为l,b与转轴的距离为2l,木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍,重力加速度大小为g,若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速运动,用ω表示圆盘转动的角速度,下列说法正确的是()
A.ﻩb一定比a先开始滑动
ﻩB.ﻩa,b所受的摩擦力始终相等
ﻩC. ω=是b开始滑动的临界角速度
D.ﻩ当ω=时,a所受摩擦力的大小为kmg
12.(4分)地球赤道上有一物体随地球自转,所受的向心力为F1,向心加速度为a1,线速度为v1,角速度为ω1;绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星(高度忽略),所受的向心力为F2,向心加速度为a2,线速度为v2,角速度为ω2;地球的同步卫星所受的向心力为F3,向心加速度为a3,线速度为v3,角速度为ω3;地球表面的重力加速度为g,第一宇宙速度为v,假设三者质量相等,则()
A.ﻩF1=F2>F3ﻩB. g=a2>a3>a1C. v1=v2=v>v3 D.ﻩω1=ω3<ω2
二、填空题(本题共2小题,共计16分)
13.(8分)质量为m=3kg的物体,受到与斜面平行向下的拉力F=10N作用,沿固定斜面下滑距离l=2m.斜面倾角θ=30°,物体与斜面间的动摩擦因数μ=,则拉力对物体所做的功为J,支持力对物体所做的功为J,摩擦力对物体所做的功为J,合力对物体所做的功为J.(g取10m/s2)
14.(8分)未来在一个未知星球上用如图(a)所示装置研究平抛运动的规律.悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断,小球由于惯性向前飞出作平抛运动.现对采用频闪数码照相机连续拍摄.在有坐标纸的背景屏前,拍下了小球在作平抛运动过程中的多张照片,经合成后,照片如图(b)所示.a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置,已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10s,照片大小如图中坐标所示,又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1:4,则:
(1)由以上信息,可知a点(填“是”或“不是”)小球的抛出点;
(2)由以上及图信息,可以推算出该星球表面的重力加速度为m/s2
(3)由以上及图信息可以算出小球平抛的初速度是m/s;
(4)由以上及图信息可以算出小球在b点时的速度是m/s.
三、计算题(本大题共4小题,共计36分.要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)
15.(6分)火箭发射“神舟”号宇宙飞船开始阶段是竖直升空,设向上的加速度a=5m/s2,宇宙飞船中用弹簧秤悬挂一个质量为m=9kg的物体,当飞船升到某高度时,弹簧秤示数为85N,那么此时飞船距地面的高度是多少(地球半径R=6400km,地球表面重力加速度g =10m/s2)?
16.(8分)长L=0.5m的轻杆,其一端连接着一个零件A,A的质量m=2kg.现让A在竖直平面内绕O点做匀速圆周运动,如图所示.在A通过最高点时,求下列两种情况下A对杆的作用力.(g=10m/s2):
(1)A的速率为1m/s;
(2)A的速率为4m/s.
17.(10分)宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点,沿水平方向以初速度v0抛出一个小球,测得小球经时间t落到斜坡另一点Q上,斜坡的倾角α,已知该星球的半径为R,引力常量为G,已知球的体积公式是V=πR3.求:
(1)该星球表面的重力加速度g;
(2)该星球的第一宇宙速度;
(3)该星球的密度.
18.(12分)小明站在水平地面上,手握不可伸长的轻绳一端,绳的另一端系有质量为m 的小球,甩动手腕,使球在竖直平面内做圆周运动.当球某次运动到最低点时,绳突然断掉,球飞行水平距离d后落地.如图所示.已知握绳的手离地面高度为d,手与球之间的绳长为d,重力加速度为g.忽略手的运动半径和空气阻力.
(1)求绳断时球的速度大小v1和球落地时的速度大小v2.
(2)问绳能承受的最大拉力多大?
(3)改变绳长,使球重复上述运动,若绳仍在球运动到最低点时断掉,要使球抛出的水平距离最大,绳长应是多少?最大水平距离为多少?
甘肃省兰州一中2020┄2021学年高一下学期期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共计48分.其中1-7小题为单选题,8-12小题为多选题)
1.(4分)下列说法正确的有()
ﻩA.ﻩ做曲线运动的物体速度方向在时刻改变,故曲线运动是变速运动
ﻩB. 做曲线运动的物体,受到的合外力方向在不断改变
C.ﻩ做匀速圆周运动的物体,其向心力是不变的
ﻩD.ﻩ汽车经过拱形桥最高点时在竖直方向上一定受到重力、支持力
考点:物体做曲线运动的条件.
专题:ﻩ运动的合成和分解专题.
分析:物体做曲线运动时,所受合外力的方向与加速度的方向在同一直线上,合力可以是恒力,也可以是变力,加速度可以是变化的,也可以是不变的.平抛运动的物体所受合力是重力,加速度恒定不变,平抛运动是一种匀变速曲线运动.物体做圆周运动时所受的合外力不一定是其向心力.
解答:ﻩ解:A、无论是物体速度的大小变了,还是速度的方向变了,都说明速度是变化的,都是变速运动,做曲线运动的物体的速度方向在时刻改变,所以曲线运动一定是变速运动.故A正确.B、物体做曲线运动的条件是合力的方向与速度方向不在同一条直线上,但合外力方向不一定变化,如平抛运动,故B错误.
C、物体做匀速圆周运动时所受的合外力是向心力,方向始终指向圆心,在不断变化.故C错误;
D、汽车经过拱形桥最高点时,重力可能完全提供向心力,此时支持力为零,即只受重力,故D 错误;
故选:A.
点评:本题主要是考查学生对物体做曲线运动的条件、圆周运动特点的理解,涉及的知识点较多,是一道比较经典的题目.
2.(4分)一箱土豆在转盘上随转盘以角速度ω做匀速圆周运动,其中一个处于中间位置的土豆质量为m,它到转轴的距离为R,则其它土豆对该土豆的作用力为()
A. mg B.mω2R
C. D.
考点:ﻩ向心力;牛顿第二定律.
专题:ﻩ牛顿第二定律在圆周运动中的应用.
分析:ﻩ土豆水平方向所受合力提供向心力,由竖直方向受力平衡,根据牛顿第二定律列式求解即可.
解答:解:土豆做匀速圆周运动,合力提供向心力,受重力和弹力,根据牛顿第二定律和向心力公式,有:
水平方向:;
竖直方向:Fy=mg;
故合力为:;
故选C.
点评:本题关键是将土豆合力分解为水平方向和竖直方向的分力,然后运用牛顿第二定律列式分析.
3.(4分)“太空涂鸦”技术就是使低轨运行的攻击卫星在接近高轨侦查卫星时,准确计算轨道向其发射“漆雾”弹,并在临近侦查卫星时,压爆弹囊,让“漆雾”散开并喷向侦查卫星,喷散后强力吸附在侦查卫星的侦察镜头、太阳能板、电子侦察传感器等关键设备上,使之暂时失效.下列说法正确的是()
ﻩA.攻击卫星在轨运行速率大于7.9km/s
ﻩB.攻击卫星进攻前的速度比侦查卫星的速度小
C.ﻩ攻击卫星完成“太空涂鸦”后应减速才能返回低轨道上
D. 若攻击卫星周期已知,结合万有引力常量就可计算出地球质量
考点: 万有引力定律及其应用.
专题: 万有引力定律的应用专题.
分析:ﻩ根据万有引力提供向心力,得,轨道半径越小,速度越大,半径越大,速度越小.
攻击卫星完成“太空涂鸦”后应减速做近心运动,轨道降低,加速做离心运动,轨道升高.
只有周期,不知道轨道半径,解不出地球质量.
解答:解:AB、根据万有引力提供向心力,得,轨道半径越小,速度越大,当轨道半径最小等于地球半径时,速度最大等于第一宇宙速度7.9km/s.故攻击卫星在轨运行速率小于7.9km/s.攻击卫星进攻前的轨道高度低,故攻击卫星进攻前的速度比侦查卫星的速度大.故AB均错误.
C、攻击卫星完成“太空涂鸦”后应减速做近心运动,才能返回低轨道上,故C正确.D、根据万有引力提供向心力,只有周期,缺少其它量,解不出地球质量.故D 错误.
故选:C.
点评:本题要掌握万有引力提供向心力这个关系,要注意向心力的表达式,要计算中心提供的质量,至少要知道环绕天体的两个参量才行.
4.(4分)如图所示,航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后,在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ,B为轨道Ⅱ上的一点,如图所示,关于航天飞机的运动,下列说法中正确的有()
ﻩA.ﻩ在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度
ﻩB.在轨道Ⅱ上经过A的速度大于在轨道Ⅰ上经过A的速度
C.ﻩ在轨道Ⅱ上运动的周期大于在轨道Ⅰ上运动的周期
D. 在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度
考点:ﻩ人造卫星的加速度、周期和轨道的关系;万有引力定律及其应用.
专题:ﻩ人造卫星问题.
分析:ﻩA、轨道Ⅱ上由A点运动到B点,引力做正功,动能增加.
B、从轨道Ⅰ的A点进入轨道Ⅱ需减速,使万有引力大于所需要的向心力,做近心运动.
C、根据开普勒第三定律,比较轨道Ⅱ和轨道Ⅰ上运动的周期.
D、根据牛顿第二定律,通过比较所受的万有引力比较加速度.
解答:ﻩ解:A、轨道Ⅱ上由A点运动到B点,引力做正功,动能增加,所以经过A的速度小于经过B的速度.故A正确.
B、从轨道Ⅰ的A点进入轨道Ⅱ需减速,使万有引力大于所需要的向心力,做近心运动.所以轨道Ⅱ上经过A的速度小于在轨道Ⅰ上经过A的速度.故B错误.
C、根据开普勒第三定律,椭圆轨道的半长轴小于圆轨道的半径,所以在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期.故C错误.
D、在轨道Ⅱ上和在轨道Ⅰ通过A点时所受的万有引力相等,根据牛顿第二定律,加速度相等.故D错误.
故选:A.
点评:ﻩ解决本题的关键理解飞船的变轨问题,以及知道开普勒第三定律,可以通过比较需要的向心力与提供的合外力之间的关系判定同一点速度的大小,也可以变轨的原理说明.5.(4分)双星系统由两颗恒星组成,两恒星在相互引力的作用下,分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动.研究发现,双星系统演化过程中,两星的总质量、距离和周期均可能发生变化.若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T,经过一段时间演化后,两星总质量变为原来的k倍,两星之间的距离变为原来的n倍,则此时圆周运动的周期为()
ﻩA.ﻩT B.TﻩC.T D. T
考点:万有引力定律及其应用.
专题:万有引力定律的应用专题.
分析:双星靠相互间的万有引力提供向心力,具有相同的角速度,根据牛顿第二定律和向心力公式,分别对两星进行列式,即可来求解.
解答:解:设m1的轨道半径为R1,m2的轨道半径为R2.两星之间的距离为L.
由于它们之间的距离恒定,因此双星在空间的绕向一定相同,同时角速度和周期也都相同.由向心力公式可得:
对m1:G=m1…①
对m2:G=m2…②
又因为R1+R2=L,m1+m2=M
由①②式可得:T=2π
所以当两星总质量变为KM,两星之间的距离变为原来的n倍,圆周运动的周期为
T′=2π=T,故ACD错误,B正确.
故选:B.
点评:解决本题的关键知道双星靠相互间的万有引力提供向心力,具有相同的角速度,能运用万有引力提供向心力进行解题.
6.(4分)人造卫星1和2绕地球做匀速圆周运动的周期分别为T1、T2,设在卫星1、卫星2各自所在的高度上的重力加速度大小分别为g1、g2,则()
ﻩA.=()ﻩB.=()
ﻩC.=ﻩ()2ﻩD.=ﻩ()2
考点: 万有引力定律及其应用.
专题: 计算题;压轴题.
分析:ﻩ要求重力加速度g之比,必须求出重力加速度g的表达式,而g与卫星的轨道半径r 有关,根据已知条件需要求出r和卫星的运动周期之间的关系式.
解答:解:人造卫星在地球的引力的作用下绕地球做圆周运动,则有
G=mr
r=
忽略地球的自转,则有
mg=G
故有mg=G
解得g=GM
==
故B正确.
故选B.
点评:ﻩ这类题目在万有引力与航天中比较常见,本题反映了这类题目常规的解题思路和方法,需要我们认真理解和领会.
7.(4分)假设地球可视为质量均匀分布的球体,已知地球表面重力加速度在两极的大小为g0,赤道的大小为g;地球自转的周期为T,引力常量为G.则地球的密度为()
ﻩA.ﻩﻩB.
C.D.
考点:ﻩ万有引力定律及其应用.
专题:ﻩ万有引力定律的应用专题.
分析:根据万有引力等于重力,则可列出物体在两极的表达式,再由引力与支持力的合力提供向心力,列式综合可求得地球的质量,最后由密度公式,即可求解.
解答:ﻩ解:在两极,引力等于重力,则有:mg0=G,
由此可得地球质量M=,
在赤道处,引力与支持力的合力提供向心力,由牛顿第二定律,则有:G﹣mg=m,而密度公式,
ρ==,故B正确,ACD错误;
故选:B.
点评:ﻩ考查万有引力定律,掌握牛顿第二定律的应用,注意地球两极与赤道的重力的区别,知道密度表达式.
8.(4分)已知万有引力常量G,则还需知道下面哪一选项的数据,就可以计算月球的质量()
A.已知“嫦娥三号”绕月球运行的周期及“嫦娥三号”到月球中心的距离
ﻩB.ﻩ已知月球绕地球运行的周期及月球中心到地球中心的距离
ﻩC.ﻩ已知人造卫星在月球表面附近绕行的速度及月球的半径
D.ﻩ已知“嫦娥三号”在月球上受到的重力及月球的半径
考点:ﻩ万有引力定律及其应用.
专题:ﻩ万有引力定律的应用专题.
分析:ﻩ根据万有引力提供向心力,结合轨道半径和周期求出中心天体的质量;根据万有引力等于重力,求出天体的质量.
解答:解:A、根据得,月球的质量M=,故A正确.
B、根据月球绕地球运行的周期以及月球绕地球的轨道半径,通过万有引力提供向心力只能求出地球的质量,不能求出月球的质量,故B错误.
C、根据得,月球的质量M=,故C正确.
D、已知“嫦娥三号”在月球上受到的重力,根据得,月球的质量M=,因为重力加速度未知,无法求出月球的质量,故D错误.
故选:AC.
点评:ﻩ解决本题的关键掌握万有引力定律的两个重要理论:1、万有引力提供向心力,2、万有引力等于重力,并能灵活运用.
9.(4分)某同学通过Internet查询到“神舟”六号飞船在圆形轨道上运行一周的时间约为90分钟,他将这一信息与地球同步卫星进行比较,由此可知()
A.“神舟”六号在圆形轨道上运行时的向心加速度比地球同步卫星大
ﻩB.ﻩ“神舟”六号在圆形轨道上运行时的速率比地球同步卫星大
ﻩC.ﻩ“神舟”六号在圆形轨道上运行时离地面的高度比地球同步卫星高
ﻩD.ﻩ“神舟”六号在圆形轨道上运行时的角速度比地球同步卫星小
考点:ﻩ人造卫星的加速度、周期和轨道的关系.
专题: 人造卫星问题.
分析:“神舟”六号飞船的周期比同步卫星短,先根据万有引力提供向心力,求出线速度、角速度、周期和加速度的表达式,先比较出轨道半径的大小,然后再比较线速度、角速度、加速度的大小.
解答:ﻩ解:C.根据=m得:
T=2π,“神舟”六号飞船的周期比同步卫星短,所以,“神舟”六号飞船的半径比同步卫星小,
所以“神舟”六号在圆形轨道上运行时离地面的高度比地球同步卫星低,故C错误;
A.根据=ma,得:a=,“神舟”六号飞船的半径比同步卫星小,所以,“神舟”六号飞船的向心加速度比同步卫星大,故A正确;
B.根据=m,
解得v=,“神舟”六号飞船的半径比同步卫星小,所以,“神舟”六号飞船的线速度比同步卫星大,故B正确;
D.根据ω=知,“神舟”六号飞船的周期比同步卫星短,所以,“神舟”六号飞船的角速度比同步卫星大,故D错误.
故选:AB.
点评:本题关键抓住万有引力提供向心力,先列式求解出线速度、角速度、周期和加速度的表达式,然后先判断轨道半径的大小,再去比较其它要求的物理量.
10.(4分)公路急转弯处通常是交通事故多发地带.如图,某公路急转弯处是一圆弧,当汽车行驶的速率为vc时,汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势.则在该弯道处()
ﻩA. 路面外侧高内侧低
B.ﻩ车速只要低于v c,车辆便会向内侧滑动
C.车速虽然高于vc,但只要不超出某一最高限度,车辆便不会向外侧滑动
D.ﻩ当路面结冰时,与未结冰时相比,vc的值变小
考点: 向心力.
专题:压轴题;牛顿第二定律在圆周运动中的应用.
分析:ﻩ汽车拐弯处将路面建成外高内低,汽车拐弯靠重力、支持力、摩擦力的合力提供向心力.速率为vc时,靠重力和支持力的合力提供向心力,摩擦力为零.根据牛顿第二定律进行分析.
解答:ﻩ解:A、路面应建成外高内低,此时重力和支持力的合力指向内侧,可以提供圆周运动向心力.故A正确.
B、车速低于v c,所需的向心力减小,此时摩擦力可以指向外侧,减小提供的力,车辆不会向内侧滑动.故B错误.
C、当速度为v c时,静摩擦力为零,靠重力和支持力的合力提供向心力,速度高于v c时,摩擦力指向内侧,只有速度不超出最高限度,车辆不会侧滑.故C正确.
D、当路面结冰时,与未结冰时相比,由于支持力和重力不变,则v c的值不变.故D错误.
故选AC.
点评:ﻩ解决本题的关键搞清向心力的来源,运用牛顿第二定律进行求解.
11.(4分)如图,两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上,a与转轴OO′的距离为l,b与转轴的距离为2l,木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍,重力加速度大小为g,若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速运动,用ω表示圆盘转动的角速度,下列说法正确的是()
ﻩA.ﻩb一定比a先开始滑动
B. a,b所受的摩擦力始终相等
ﻩC. ω=是b开始滑动的临界角速度
ﻩD.当ω=时,a所受摩擦力的大小为kmg
考点:ﻩ向心力.
专题: 匀速圆周运动专题.
分析:ﻩ木块随圆盘一起转动,静摩擦力提供向心力,而所需要的向心力大小由物体的质量、半径和角速度决定.当圆盘转速增大时,提供的静摩擦力随之而增大.当需要的向心力大于最大静摩擦力时,物体开始滑动.因此是否滑动与质量无关,是由半径大小决定.
解答:解:A、B、两个木块的最大静摩擦力相等.木块随圆盘一起转动,静摩擦力提供向心力,由牛顿第二定律得:木块所受的静摩擦力f=mω2r,m、ω相等,f∝r,所以b所受的静摩擦力大于a的静摩擦力,当圆盘的角速度增大时b的静摩擦力先达到最大值,所以b一定比a先开始滑动,故A正确,B错误;
C、当b刚要滑动时,有kmg=mω2•2l,解得:ω=,故C正确;
D、以a为研究对象,当ω=时,由牛顿第二定律得:
f=mω2l,可解得:f=,故D错误.
故选:AC.
点评:本题的关键是正确分析木块的受力,明确木块做圆周运动时,静摩擦力提供向心力,把握住临界条件:静摩擦力达到最大,由牛顿第二定律分析解答.
12.(4分)地球赤道上有一物体随地球自转,所受的向心力为F1,向心加速度为a1,线速度为v1,角速度为ω1;绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星(高度忽略),所受的向心力为F2,向心加速度为a2,线速度为v2,角速度为ω2;地球的同步卫星所受的向心力为F3,向心加速度为a3,线速度为v3,角速度为ω3;地球表面的重力加速度为g,第一宇宙速度为v,假设三者质量相等,则()
A. F1=F2>F3B.g=a2>a3>a1ﻩC. v1=v2=v>v3 D. ω1=ω3<ω2
考点:ﻩ人造卫星的加速度、周期和轨道的关系.
专题:ﻩ人造卫星问题.
分析:ﻩ题中涉及三个物体:地球赤道上有一随地球的自转而做圆周运动物体1、绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星2、地球同步卫星3;物体1与人造卫星2转动半径相同,物体1与同步卫星3转动周期相同,人造卫星2与同步卫星3同是卫星,都是万有引力提供向心力;分三种类型进行比较分析即可.
解答:解:A、根据题意三者质量相等,轨道半径r1=r2<r3
物体1与人造卫星2比较,由于赤道上物体受引力和支持力的合力提供向心力,而近地卫星只受万有引力,故F1<F2 ,故A错误;
B、物体1和卫星3周期相等,则角速度相等,即ω1=ω3,而加速度a=rω2,则a3>a1,卫星2和卫星3都靠万有引力提供向心力,。