题目内容
17.如图所示,光滑轨道ABCD是大型游乐设施过山车轨道的简化模型,最低点B处的入、出口靠近但相互错开,C是半径为R的圆形轨道的最高点,BD部分水平,末端D点与右端足够长的水平传送带无缝连接,传送带以恒定速度v逆时针转动,现将一质量为m的小滑块从轨道AB上某一固定位置A由静止释放,滑块能通过C点后再经D点滑上传送带,则( )A. | 固定位置A到B点的竖直高度可能为2R | |
B. | 滑块在传送带上向右运动的最大距离与传送带速度v有关 | |
C. | 滑块可能重新回到出发点A处 | |
D. | 传送带速度v越大,滑块与传送带摩擦产生的热量越多 |
分析 滑块恰能通过C点时根据牛顿第二定律列方程求c点时的速度,由动能定理知AC高度差,从而知AB高度;
对滑块在传送带上运动的过程根据动能定理列方程求滑行的最大距离的大小因素;
根据传送带速度知物块的速度,从而知是否回到A点;
滑块与传送带摩擦产生的热量Q=μmg△x,看热量多少,分析相对路程.
解答 解:A、若滑块恰能通过C点时有:mg=m$\frac{{v}_{C}^{2}}{r}$…①,
由A到C根据动能定理知:mghAC=$\frac{1}{2}m{v}_{C}^{2}$…②
联立①②解得:hAC=$\frac{1}{2}$R
则AB最低高度为2R$+\frac{1}{2}R$=2.5R,故A错误;
B、设滑块在传送带上滑行的最远距离为x,则有动能定理有:0-$\frac{1}{2}$m${\;}_{C}^{2}$=2mgR-μmgx,知x与传送带速度无关,故B错误;
C、若回到D点速度大小不变,则滑块可重新回到出发点A点,故C正确;
D、滑块与传送带摩擦产生的热量Q=μmg△x,传送带速度越大,相对路程越大,产生热量越多,故D正确;
故选:CD
点评 本题综合考查了动能定理、机械能守恒定律和牛顿第二定律,理清物块在传送带上的运动情况,以及在圆轨道最高点的临界情况是解决本题的关键.
练习册系列答案
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8.下列说法正确的是( )
A. | 物体吸收热量,其温度不一定升高 | |
B. | 水的饱和气压随温度的升高而增大 | |
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D. | 墨汁滴入水中的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的 | |
E. | 当分子间作用力表现为斥力时,分子势能随分子间距的减小而增大 |
12.2013年12月2日1时30分,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭,成功将“嫦娥三号”探测飞船发射升空,展开奔月之旅.“嫦娥三号”首次实现月面巡视勘察和月球软着陆,为我国探月工程开启新的征程.设载着登月舱的探测飞船在以月球中心为圆心,半径为r1的圆轨道上运动时,周期为T1.随后登月舱脱离飞船,变轨到离月球更近的半径为r2的圆轨道上运动.万有引力常量为G,则下列说法正确的是( )
A. | 登月舱在半径为r2的圆轨道上比在半径为r1的圆轨道上运动时的角速度小 | |
B. | 登月舱在半径为r2的圆轨道上比在半径为r1的圆轨道上运动时的线速度小 | |
C. | 登月舱在半径为r2的圆轨道上运动时的周期为$\root{3}{\frac{{r}_{2}^{2}{T}_{1}^{3}}{{r}_{1}^{2}}}$ | |
D. | 月球的质量为$\frac{4{π}^{2}{r}_{1}^{3}}{G{T}_{1}^{2}}$ |