在光滑的水平轴O上,O轴的正上方有一速度传感器,可以测量小球通过最高点时的速度大小v;O轴处有力传感器,可以测量小球通过最高点时O轴受到杆的作用力F,若竖直向下为力的正方向,小球在最低点时给不同的初速度,得到F–v2图象如图2所示,取g=10 m/s2,则( )
A.小球恰好通过最高点时的速度大小为5 m/s
B.小球以2m/s的速度通过最高点时,杆对球的拉力大小为0.6N
C.O轴到球心间的距离为0.5 m D.小球的质量为3 kg 9.如图所示,竖直平面内有A、B、C三点,三点连线构成一直角三角形,AB边竖直,BC边水平,D点为BC边中点。一可视为质点的物体从A点水平抛出,轨迹经过D点,与AC交于E点。若物体从A运动到E的时间为tl,从A运动到D的时间为t2,则tl : t2为 ( ) A.1 : 1
B.1 : 2
C.2 : 3
D.1 : 3
10.某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆。每过N年,该行星会运行到日地连
线的延长线上。该行星的公转周期为( )
A.年 B.年 C.年 D.年
11.地球和木星绕太阳运行的轨道可以看作是圆形的,它们各自的卫星轨道也可看作是圆形的.已知木星的公转轨道半径约为地球公转轨道半径的5倍,木星半径约为地球半径的11倍,木星质量大于地球质量.如图所示是地球和木星的不同卫星做圆周运动的半径r的立方与周期T的平方的关系图象,已知万有引力常量为G,地球的半径为R.下列说法正确的是( )
bd B.木星与地球的线速度之比为1∶5 11ac3?b3?aC.地球密度为 D .木星密度为33125GcRGdRA.木星与地球的质量之比为
二、多选题(每小题4分,共5题,满分20分)
12.如图,水平转台上有一个质量为m的物块,用长为l的轻质细绳将物块连接在转轴上,细绳与竖直转轴的夹角θ=30°,此时细绳伸直但无张力,物块与转台间动摩擦因数为μ=,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,物块随转台由静止开始缓慢加速转动,角速度为ω,重力加速度为g,则( )
A.当ω=时,细绳的拉力为0
B.当ω=时,物块与转台间的摩擦力为0
C.当ω= 时,细绳的拉力大小为mg
D.当ω= 时,细绳的拉力大小为mg
13.某同学学习了天体运动的知识后,假想宇宙中存在着由四颗星组成的孤立星系.一颗母星 处在正三角形的中心,三角形的顶点各有一颗质量相等的小星围绕母星做圆周运动.如果两颗小星间的万有引力为F,母星与任意一颗小星间的万有引力为9F.则( ) A.每颗小星受到的万有引力为(3+9)F B.每颗小星受到的万有引力为(3+9)F 2C.母星的质量是每颗小星质量的3倍 D.母星的质量是每颗小星质量的33倍
14.在星球M上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上,把物体PP由静止向下运动,轻放在弹簧上端,物体的加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图中实线所示.在另一星球N上用完全相同的弹簧,改用物体Q完成同样的过程,其a–x关系如图中虚线所示,假设两星球均为质量均匀分布的球体.已知星球M的半径是星球N的3倍,则( )
A. M的质量是N的6倍 B. Q的质量是P的6倍 C. M与N的密度相等 D.贴近M表面运行的卫星的周期是贴近N表面运行的卫星的周期的6倍 15.如图,地面上固定有一半径为R的半圆形凹槽,O为圆心,AB为水平直径.现将小球(可视为质点)从A处以初速度v1水平抛出后恰好落到D点;若将该小球从A处以初速度v2水平抛出后恰好落到C点,C、D两点等高,OC与水平方向的夹角θ=60°,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.小球从开始运动到落到凹槽上,前后两次的时间之比为1:2 B.v1:v2=1:3
C.小球从开始运动到落到凹槽上,速度的变化量两次相同
D.小球从开始运动到落到凹槽上,前后两次的平均速度之比为1:2 16.宇宙飞船以周期T绕地球作圆周运动时,由于地球遮挡阳光,会经历“日全食”过程(宇航员看不见太阳),如图所示.已知地球的半径为R,地球质量为M,引力常量为G,地球自转周期为T0,太阳光可看作平行光,飞船上的宇航员在A点测出对地球的张角为α,则以下判断正确的是( )
2?RA.飞船绕地球运动的线速度为
Tsin()2?
B.一天内飞船经历“日全食”的次数为
T0 T2?RR?T0C.飞船每次“日全食”过程的时间为 D.飞船周期为T=??
sin()GMsin()2?22三、计算题(共2题,满分36分)
17.如图是中国传统的团圆桌.餐桌上放一半径为r=1.5m可绕中心轴转动的圆盘,近似认为餐桌与圆盘在同一水平面内,忽略两者之间的间隙,如图.餐桌离地高度为h=0.8m,将某小物体放置在圆盘边缘,该物体与圆盘的动摩擦因数为μ1=0.6,与餐桌的动摩擦因数为μ2=0.225,设小物体与圆盘以及餐桌之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.
(1)缓慢增大圆盘的速度,物体从圆盘上甩出的速度;
(2)上一问中,为使物体不滑落到地面,餐桌半径R的最小值; (3)假设餐桌半径R?平距离为多少?
18.目前人类正在设计火星探测实验室,从而在火星表面进行某些物理实验。如果火星的半径为r,某探测器在近火星表面轨道做圆周运动的周期是T,探测器着陆后,其内部有如图所
2r,物体从圆桌上被甩出后,落到地面上的位置到从圆盘甩出点的水
BC示的实验装置,在竖直平面内,一半径为R的光滑圆弧轨道ABC和水平轨道PA在A点相切.为圆弧轨道的直径.O为圆心,OA和OB之间的夹角为α,sinα=
3,一质量为m的小球沿水5平轨道向右运动,经A点沿圆弧轨道通过C点,落至水平轨道;在整个过程中,除受到火星表面重力及轨道作用力外,小球还一直受到一水平恒力的作用,已知小球在C点所受合力的方向指向圆心,且此时小球对轨道的压力恰好为零(火星表面重力加速度g未知).不考虑火星自转的前提下,求:
(1)水平恒力的大小和小球到达C点时速度的大小; (2)小球从C点落至水平轨道所用的时间.