题目内容
13.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: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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4.
质谱仪最初是由汤姆生的学生阿斯顿设计的,他用质谱仪发现了氖20和氖22,证实了同位素的存在.如图所示,容器A中有质量分别为m1、m2,电荷量相同的氖20和氖22两种离子(不考虑离子的重力及离子间的相互作用),它们从容器A下方的小孔S1不断飘入电压为U的加速电场(离子的初速度可视为零),沿竖直线S1 S2(S2为小孔)与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后打在水平放置的底片上.由于实际加速电压的大小在U±△U范围内微小变化,这两种离子在磁场中运动的轨迹可能发生交叠,为使它们的轨迹不发生交叠,$\frac{△U}{U}$应小于( )
| A. | $\frac{{{m_2}-{m_1}}}{m_1}$ | B. | $\frac{{{m_2}-{m_1}}}{m_2}$ | C. | $\frac{{{m_2}-{m_1}}}{{{m_2}+{m_1}}}$ | D. | $\frac{m_2}{{{m_2}+{m_1}}}$ |
8.一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动,其线速度大小为v.假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体,物体静止时,弹簧测力计的示数为F.已知引力常量为G,则这颗行星的质量为( )
| A. | $\frac{m{v}^{2}}{GF}$ | B. | $\frac{F{v}^{4}}{Gm}$ | C. | $\frac{F{v}^{2}}{Gm}$ | D. | $\frac{m{v}^{4}}{GF}$ |
5.当小强荡到最低点时( )
| A. | 若角速度一定,则绳短时绳受到的拉力大 | |
| B. | 若线速度一定,则绳长时绳受到的拉力大 | |
| C. | 若角速度一定,则绳长时绳受到的拉力大 | |
| D. | 绳受到的拉力大小始终等于小强的重力 |
2.物体同时受到三个共点力作用,下列几组力中,合力可能为零的是( )
| A. | 1N、2N、4 N | B. | 3N、6N、9N | C. | 2N、5N、8 N | D. | 1N、4N、7N |