题目内容

【题目】根据生活经验可知，处于自然状态的水都是往低处流的，当水不再流动时，水面应该处于同一高度。将一桶水绕竖直固定中心轴以恒定的角速度转动，稳定时水面呈凹状，如图所示。这一现象可解释为，以桶为参考系，其中的水除受重力外，还受到一个与转轴垂直的“力”，其方向背离转轴，大小与到轴的垂直距离成正比。水面上的一个小水滴在该力作用下也具有一个对应的“势能”，在重力和该力的共同作用下，水面上相同质量的小水滴最终将具有相同的势能。根据以上信息，下列说法正确的是

A. 该“力”对水面上小水滴做功与路径有关

B. 小水滴沿水面向上移动时该“势能”增加

C. 水面上的小水滴受到重力和该“力”的合力一定与水滴所在水面垂直

D. 小水滴沿水面向上移动时重力势能的增加量大于该“势能”的减少量

【答案】C

【解析】

A项：由于该力做功与重力做功类似，所以该“力”对水面上小水滴做功与路径无关，故A错误；

B项：由于该“力”与转轴垂直，所以小水滴沿水面向上移动时该力的方向与位移方向夹角小于，该力做正功，该“势能减小，故B错误；

C项：以桶为参考系，小水滴处于平衡状态，小水滴受重力，与转轴垂直且背离转轴的力，水面的支持力，由于水面的支持力方向与水面垂直，所以水面上的小水滴受到重力和该“力”的合力一定与水滴所在水面垂直，故C正确；

D项：由能量守恒可知，小水滴具有的重力势能和该力对应的势能之和不变，小水滴沿水面向上移动时重力势能增加，该势能减小，所以小水滴沿水面向上移动时重力势能的增加量等于该“势能”的减少量，故D错误。

练习册系列答案
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【题目】某兴小组设计了一个玩具轨道装置，半径为R1＝1.6m的光滑半圆轨道竖直固定在水平面上，右侧竖直固定半径为R2＝1m的光滑圆形管道，一长度L＝4.25m、倾角θ＝37°、动摩擦因数μ＝0.6的直管道AB相切于光滑圆形管道的B点，如图所示。一质量m＝0.5kg的小物块在地面上以一定的初速度冲上半圆轨道、从最高点P飞出后，刚好沿着AB方向进入直管道内。小滑块的尺寸略小于管道内径。已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，，求：

（1）小滑块通过P点的速度大小

（2）小滑块第一次通过光滑圆形管道最低点Q时对管道的压力；

（3）从P点飞出后经过足够长的时间，小滑块克服摩擦力做功。

【题目】我国发射的“嫦娥四号”探测器首次探访月球背面。2018年12月30日8时，嫦娥四号探测器由距月面高度约100km的环月轨道，成功降轨至距月面15km的着陆轨道。2019年1月3日早，嫦娥四号探测器调整速度方向，由距离月面15km处开始实施动力下降，速度从相对月球1.7km/s，至距月面100m处减到零(相对于月球静止)，并做一次悬停，对障碍物和坡度进行识别，再缓速垂直下降。10时26分，在反推发动机和着陆缓冲机的作用下，“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面的预选着陆区。探测器的质量约为1.2×103kg，地球质量约为月球的81倍，地球半径约为月球的3.7倍，地球表面的重力加速度约为9.8m/s2，下列说法正确的是

A. 探测器由环月轨道降至着陆轨道的过程中，机械能守恒

B. 若动力下降过程做匀减速直线运动，则加速度大小约为97m/s2

C. 最后100m缓慢垂直下降，探测器受到的反冲作用力约为1.2×104N

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【题目】如图所示，在竖直平面内有一倾角θ=37°的传送带，两皮带轮AB轴心之间的距离L=3.2 m，沿顺时针方向以v0=2 m/s匀速运动。一质量m=2 kg的物块P从传送带顶端无初速度释放，物块P与传送带间的动摩擦因数μ=0.5。物块P离开传送带后在C点沿切线方向无能量损失地进入半径为m的光滑圆弧形轨道CDF，并沿轨道运动至最低点F，与位于圆弧轨道最低点的物块Q发生碰撞，碰撞时间极短，物块Q的质量M ＝1 kg，物块P和Q均可视为质点，重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，。求：

(1)物块P从传送带离开时的动量；

(2)传送带对物块P做功为多少；

(3)物块P与物块Q碰撞后瞬间，物块P对圆弧轨道压力大小的取值范围。

【题目】如图所示，距小滑轮O正下方l处的B点用绝缘底座固定一带电荷量为+q的小球1，绝缘轻质弹性绳一端悬挂在定滑轮O正上方处的D点，另一端与质量为m的带电小球2连接，发现小球2恰好在A位置平衡，已知OA长为l，与竖直方向的夹角为60°。由于弹性绳的绝缘效果不是很好，小球2缓慢漏电，一段时间后，当滑轮下方的弹性绳与竖直方向夹角为30°时，小球2恰好在AB连线上的C位置。已知静电力常量为k，重力加速度为g，则下列说法正确的是

A. 小球2带负电

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C. 小球2在A位置时所带电荷量为

D. 弹性绳原长为

【题目】在某市区内，一辆小汽车在平直的公路上以速度VA向东匀速行驶，一位观光旅客正由南北从斑马线上横过马路，汽车司机发现前方有危险（旅客正在D处），经一段反应时间，紧急刹车，但仍将正步行到B处的游客擦伤，该汽车最终在C处停下，为了清晰了解事故现场，现以下图示之；为了判断汽车司机是否超速行驶，警方派一警车以法定的最高速度vm=14.0m/s行驶在同一马路的同一地段，在肇事汽车的起始制动点A紧急刹车，经过x=14.0m后停下来，警车和肇事汽车紧急刹车的加速度相同，在事故现场测得

AB=17.5m，BC=14.0m，BD=3.4m，已知游客由D到B的平均速度为v人=2m/s．问：

（1）该肇事汽车的加速度大小是多少？

（2）该肇事汽车的初速度vA是多大？

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①若物体滑动中不受摩擦力作用，则全过程机械能守恒

②即使物体滑动中有摩擦力，全过程物块、弹簧和车组成的系统动量守恒

③小车的最终速度与断线前相同

④无论物块滑动是否受到摩擦力作用，全过程物块、弹簧和车组成的系统的机械能不守恒。

A. ①②③B. ②③④C. ①③④D. ①②④

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（1）碰撞后B球的水平射程应取为__________cm。

（2）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量？答：____________（填选项号）。

（A）水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离

（B）A球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离。

（C）测量A球或B球的直径

（D）测量A球和B球的质量（或两球质量之比）

（E）测量G点相对于水平槽面的高度

【题目】下列说法正确的是( )

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C. 氢原子由高能级向低能级跃迁时，从n=4能级跃迁到n=2能级所放出的光子恰能使某种金属发生光电效应，则处在n=4能级的一大群氢原子跃迁时所放出的光子中有4种光子能使该金属发生光电效应

D. 放射性元素发生衰变时，放射性元素的原子放出核外电子，形成高速电子流一一即 射线。

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