题目内容

20.如图所示,是某地新建造的摩天轮.假设摩天轮半径为R,每个轿厢质量(包括轿厢内的人)相等,均为m,尺寸远小于摩天轮半径,摩天轮以角速度ω匀速转动,则下列说法正确的是(  )
A.转动到最高点的轿厢处于超重状态
B.转动到最低点的轿厢可能处于失重状态
C.所有轿厢所受的合外力都等于mRω2
D.在转动过程中,每个轿厢的机械能都不变

分析 根据加速度的方向分析轿厢的状态.由牛顿第二定律和向心力公式求轿厢所受的合外力.根据机械能的概念分析机械能是否守恒.

解答 解:A、转动到最高点的轿厢加速度竖直向下,根据牛顿运动定律知,轿厢处于失重状态,故A错误.
B、转动到最低点的轿厢加速度竖直向上,根据牛顿运动定律知,轿厢处于超重状态,故B错误.
C、轿厢做匀速圆周运动,所有轿厢所受的合外力等于向心力,为mRω2.故C正确.
D、在转动过程中,每个轿厢的动能不变,重力势能不断变化,则其机械能在不断变化,故D错误.
故选:C

点评 解决本题的关键是掌握超重和失重的条件:当物体的加速度方向向上时处于超重状态,当物体的加速度方向向下时处于失重状态,知道匀速圆周运动由合外力提供向心力.

练习册系列答案
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15.利用如图甲所示实验装置,做“探究加速度与力、质量的关系”的实验.

(1)实验中,“保持小车质量不变的情况下,探究加速度与力的关系”,再“保持作用力不变,探究加速度与质量的关系”.这种探究物理规律科学研究方向法叫做B.
A.类比法  B.控制变量法  C.等效替代法  D.理想模型法
(2)为了抵消摩擦阻力对实验的影响,该同学需要进行平衡摩擦阻力的操作.下列做法正确的是D.
A.将木板带有滑轮的一端适当垫高,使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
B.将木板不带滑轮的一端适当垫高,使水上车在钩码拉动下恰好做匀加速运动
C.将木板带有滑轮的一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动
D.将木板不带滑轮的一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动
(3)如图乙所示是张力同学某次实验时打出的一条纸带,O、A、B、C、D为纸带上选取的4个计数点,已知两个计数点之间还有四个点没有画出,交流电的频率为50Hz.根据纸带上提供的数据,可以求出这次实验小车运动的加速度为0.50m/s2,打点计时器打B点是的速度为0.70m/s(结果保留2位有效数字).
(4)保持小车的质量一定,某同学得到小车运动的加速度与力的关系的数据如表所示,请先根据表格中的数据在坐标纸中描出遗漏的点,再作出a-F图象如图,并根据图象求得该小车的质量为1.0kg.(保留两位有效数字)
加速度a(m/s2小车受到的合力F/N
0.91.0
2.12.0
3.03.0
3.94.0
5.05.0

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