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19.一种杂技表演叫“飞车走壁”,由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的内侧壁高速行驶,做匀速圆周运动.如图所示中虚线圆表示摩托车的行驶轨迹,轨迹离地面的高度为h.下列说法中正确的是(  )
A.h越高,摩托车做圆周运动的线速度将越大
B.h越高,摩托车对侧壁的压力将越大
C.h越高,摩托车做圆周运动的周期将越小
D.h越高,摩托车做圆周运动的向心力将越大

分析 摩托车做匀速圆周运动,提供圆周运动的向心力是重力mg和支持力F的合力,作出力图,得出向心力大小不变.h越高,圆周运动的半径越大,由向心力公式分析周期、线速度大小.

解答 解:A、摩托车做匀速圆周运动,提供圆周运动的向心力是重力mg和支持力F的合力,作出力图.
如图向心力Fn=mgtanθ,m,θ不变,向心力大小不变,根据牛顿第二定律得Fn=m$\frac{{v}^{2}}{r}$,h越高,r越大,Fn不变,则v越大.故A正确,D错误.
B、侧壁对摩托车的支持力F=$\frac{mg}{cosθ}$不变,则摩托车对侧壁的压力不变.故B错误.
C、根据牛顿根据牛顿第二定律得Fn=m$\frac{4{π}^{2}r}{{T}^{2}}$,h越高,r越大,Fn不变,则T越大.故C错误.
故选:A

点评 本题考查应用物理规律分析实际问题的能力,是圆锥摆模型,关键是分析物体的受力情况,研究不变量.

练习册系列答案
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14.弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动.某种弹跳杆的结构如图甲所示,一根弹簧套在T型跳杆上,弹簧的下端固定在跳杆的底部,上端固定在一个套在跳杆上的脚踏板底部.一质量为M的小孩站在该种弹跳杆的脚踏板上,当他和跳杆处于竖直静止状态时,弹簧的压缩量为x0.从此刻起小孩做了一系列预备动作,使弹簧达到最大压缩量3x0,如图乙(a)所示;此后他开始进入正式的运动阶段.在正式运动阶段,小孩先保持稳定姿态竖直上升,在弹簧恢复原长时,小孩抓住跳杆,使得他和弹跳杆瞬间达到共同速度,如图乙(b)所示;紧接着他保持稳定姿态竖直上升到最大高度,如图乙(c)所示;然后自由下落.跳杆下端触地(不反弹)的同时小孩采取动作,使弹簧最大压缩量再次达到3x0;此后又保持稳定姿态竖直上升,…,重复上述过程.小孩运动的全过程中弹簧始终处于弹性限度内.已知跳杆的质量为m,重力加速度为g.空气阻力、弹簧和脚踏板的质量、以及弹簧和脚踏板与跳杆间的摩擦均可忽略不计.
(1)求弹跳杆中弹簧的劲度系数k,并在图丙中画出该弹簧弹力F的大小随弹簧压缩量x变化的示意图;
(2)借助弹簧弹力的大小F随弹簧压缩量x变化的F-x图象可以确定弹力做功的规律,在此基础上,求在图乙所示的过程中,小孩在上升阶段的最大速率;
(3)求在图乙所示的过程中,弹跳杆下端离地的最大高度.

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