题目内容
如图4所示为天津永乐桥摩天轮．摩天轮直径110m，其最高点距地面的高度可达到120m，能看到方圆40km以内的景致，是名副其实的“天津之眼”． 永乐桥摩天轮共有48个透明座舱，每个座舱最多可坐8人，整个摩天轮可同时供380余人观光，匀速转动一圈大约需要30分钟．（1）当摩天轮空载时，匀速转动时，摩天轮的
A．动能不变 B．势能增加 C．机械能不变 D．机械能守恒
（2）假设有一名游客的体重为60kg，则该游客在摩天轮最高点对座位的压力
分析：（1）摩天轮匀速转动，动能不变，但势能随高度变化而变化；
（2）游客在最高点时，重力与支持力的合力充当向心力，合力竖直向下指向圆心，故游客处于失重状态；游客在最低点时，重力与支持力的合力充当向心力，合力竖直向向上指向圆心，故游客处于超重状态；游客在65m高处，竖直方向上受到重力和支持力作用，水平方向受到静摩擦力作用．
（2）游客在最高点时，重力与支持力的合力充当向心力，合力竖直向下指向圆心，故游客处于失重状态；游客在最低点时，重力与支持力的合力充当向心力，合力竖直向向上指向圆心，故游客处于超重状态；游客在65m高处，竖直方向上受到重力和支持力作用，水平方向受到静摩擦力作用．
解答：解：（1）A、摩天轮匀速转动，故其动能不变，A项正确；
B、摩天轮是中心对称的，故其重心在轴心上，所以摩天轮的重力势能也不变，B项错误；
C、摩天轮的机械能包括动能和重力势能两部分，所以机械能也不变，C项正确；
D、尽管过程中摩天轮的机械能不变，但摩天轮转动过程中，难免需要克服摩擦力做功，故机械能不守恒．D项错误．
故选AC
（2）游客在最高点时，重力与支持力的合力充当向心力，合力竖直向下指向圆心，故游客处于失重状态，对座位的压力小于重力；游客在最低点时，重力与支持力的合力充当向心力，合力竖直向向上指向圆心，故游客处于超重状态，对座位的压力大于重力；游客在65m高处，竖直方向上受到重力和支持力作用，水平方向受到静摩擦力作用．游客竖直方向上所受合力为零，水平方向摩擦力充当向心力．故游客对座位的压力等于重力．
故答案为：（1）AC（2）小于；大于；等于；静摩擦力
B、摩天轮是中心对称的，故其重心在轴心上，所以摩天轮的重力势能也不变，B项错误；
C、摩天轮的机械能包括动能和重力势能两部分，所以机械能也不变，C项正确；
D、尽管过程中摩天轮的机械能不变，但摩天轮转动过程中，难免需要克服摩擦力做功，故机械能不守恒．D项错误．
故选AC
（2）游客在最高点时，重力与支持力的合力充当向心力，合力竖直向下指向圆心，故游客处于失重状态，对座位的压力小于重力；游客在最低点时，重力与支持力的合力充当向心力，合力竖直向向上指向圆心，故游客处于超重状态，对座位的压力大于重力；游客在65m高处，竖直方向上受到重力和支持力作用，水平方向受到静摩擦力作用．游客竖直方向上所受合力为零，水平方向摩擦力充当向心力．故游客对座位的压力等于重力．
故答案为：（1）AC（2）小于；大于；等于；静摩擦力
点评：本题主要考查了竖直方向圆周运动向心力公式的直接应用，以及在运动中机械能的变化情况，难度适中．
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