根据万有引力等于卫星做圆周运动的向心力可求卫星的速度、周期、动能、动量等状态量。由得,由得,由得,可求向心加速度。
11年山东17.甲、乙为两颗地球卫星,其中甲为地球同步卫星,乙的运行高度低于甲的运行高度,两卫星轨道均可视为圆轨道。以下判断正确的是。
a.甲的周期大于乙的周期b.乙的速度大于第一宇宙速度。
c.甲的加速度小于乙的加速度 d.甲在运行时能经过北极的正上方。
23.(11年山东19)如图所示,将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上,中间用一轻弹簧连接。两侧用细绳系于墙壁。
开始时a、b均静止,弹簧处于伸长状态,两细绳均有拉力,a所受摩擦力ffa≠0,b所受摩擦力ffb=0,现将右侧细绳剪断,则剪断瞬间( )
a.ffa大小不变。
b.ffa方向改变。
c.ffb仍然为零。
d.ffb方向向右。
23. (2011山东19)ad【解析】两物块相同,两物体受到弹簧拉力大小相等,方向相反;对b:绳子对b的拉力等于弹簧对b的拉力,剪断右侧细绳后,b因受弹簧拉力而有向左运动的趋势或运动(可能仍静止也可能向左运动),故b受的摩擦力一定向右,d正确;对a:
若剪断绳后b静止,则弹簧因无形变而对a的拉力不变,a的受力情况不变,a正确。若b向左运动,而由于考查剪断瞬间,b具有质量,加速度不可能无穷,速度不可能突变,此瞬间也就没有位移,弹簧长度仍然不变,a受到的摩擦力也不会变。
点评:此题需要分物体而分析,考查了平衡、弹力与形变的关系、惯性(假设b的质量为零,则弹簧对a的弹力变立即变为0,a的受力情况也会变化)
24.(2023年福建18)如图,一不可伸长的轻质细绳跨过定滑轮后,两端分别悬挂质量为m1和m2的物体a和b。若滑轮有一定大小,质量为m且分布均匀,滑轮转动时与绳之间无相对滑动,不计滑轮与轴之间的摩擦。
设细绳对a和b的拉力大小分别为t1和t2,已知下列四个关于t1的表达式中有一个是正确的。请你根据所学的物理知识,通过一定的分析,判断正确的表达式是。
a.t1b.t1 =
c.t1d.t1 =
采用极限法或特殊值代入法将不可做习题转化为可做习题。
24.(2011福建18)c命题意图本题以判断细绳拉力的表达式的正确性为背景,考查学生掌握**物理知识的技能和学习物理的思想方法。
解析】本题可采用特殊值判断法:若取m=0,由牛顿第二定律,对a,有t1-m1g=m1a;对b,有m2g-t2=m2a,且t1=t2,联立方程解得,将m=0代入各选项,可知只有选项c正确。
点评:这是一道奥赛题的改造题,在平时教学中并不多见。在无从下手的时候可以使用特殊值判断法,让某些物理量取特殊值,经过简单的分析和计算进行判断,能将其余错误选项均排除;或者把某些物理量推向极端,并根据一些显而易见的结果或熟悉的物理现象进行计算,从而做出正确的选择。
一题多解:本题若取m1=m2,则有t1=t2=m1g,经排除可知仅有选项c正确。
25(09年山东22)图示为某**活动小组设计的节能运动系统。斜面轨道倾角为30°,质量为m的木箱与轨道的动摩擦因数为。木箱在轨道端时,自动装货装置将质量为m的货物装入木箱,然后木箱载着货物沿轨道无初速滑下,在轻弹簧被压缩至最短时,自动卸货装置立刻将货物卸下,然后木箱恰好被弹回到轨道顶端,再重复上述过程。
下列选项正确的是( )
a.m=mb.m=2m
c.木箱不与弹簧接触时,上滑的加速度大于下滑的加速度。
d.在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中,减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能。
25. (2011山东22)bc考点: 能量守恒定律,机械能守恒定律,牛顿第二定律,受力分析。
解析】受力分析可知,下滑时加速度为g-μgcosθ,上滑时加速度为g+μgcosθ,所以c正确。设下滑的距离为l,根据能量守恒有μ(m+m)glcosθ+μmglcosθ= mglsinθ,得m=2m。也可以根据除了重力、弹性力做功以外,还有其他力(非重力、弹性力)做的功之和等于系统机械能的变化量,b正确。
在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中,减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能和内能,所以d不正确。
提示:能量守恒定律的理解及应用。
11年山东18.如图所示,将小球a从地面以初速度v0竖直上抛的同时,将另一相同质量的小球b从距地面h处由静止释放,两球恰在处相遇(不计空气阻力)。则。
a.两球同时落地
b.相遇时两球速度大小相等
c.从开始运动到相遇,球a动能的减少量等于球b动能的增加量
d.相遇后的任意时刻,重力对球a做功功率和对球b做功功率相等
26.(2011江苏省9)如图所示,倾角为α的等腰三角形斜面固定在水平面上,一足够长的轻质绸带跨过斜面的顶端铺放在斜面的两侧,绸带与斜面间无摩擦。现将质量分别为m、m(m>m)的小物块同时轻放在斜面两侧的绸带上。
两物块与绸带间的动摩擦因数相等,且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。在α角取不同值的情况下,下列说法正确的有。
a.两物块所受摩擦力的大小总是相等
b.两物块不可能同时相对绸带静止。
c.m不可能相对绸带发生滑动。
d.m不可能相对斜面向上滑动
26. (2011江苏9)ac【解析】由于绸带与斜面之间光滑,并且m>m,所以m、m和绸带一起向左滑动,加速度为a,由牛顿第二定律对整体:;对m有:
;对m有:,解得,即a、c正确,b、d错误。
解析:(1)因是轻质绸带,质量不计,根据f=ma,当质量为零时,无论绸带运动状态怎样,绸带两端所受m,m的摩擦力一定是相等的,a对;
2)m一定相对绸带静止,但只要α≠0,m一定相对斜面向下滑动。因为无论m与丝绸之间为静摩擦力还是滑动摩擦力,它对绸带的摩擦力大小等于丝绸中的张力,也等于丝绸对m的摩擦力,即使m对绸带的摩擦力为最大(滑动摩擦力),这个摩擦力也小于m的滑动摩擦力,所以不论α角多大,m与丝绸一定相对静止,c对;
3)m相对绸带的运动情况:
若m相对绸带静止,则m、m和绸带一起向左滑动,对整体mgsinα-mgsinα=(m+m)a,对m有fm-mgsinα=ma,此时只要α角较小,确保fm≤μmg,则可有m相对绸带静止,b、d均错;
若m相对绸带滑动,此时,fm≤mgsinα,m便可能相对斜面静止,也可能相对斜面下滑。
因此,m一定相对绸带静止且沿斜面下滑,m的运动则有三种可能情况:或相对斜面静止,相对绸带滑动;或与绸带一起向上运动,与绸带间无相对滑动;或相对绸带滑动且沿斜面下滑。答案为ac
点拨:本题的关键是“轻质绸带”,不考虑绸带的质量,确定出摩擦力大小相等,利用排除法,各个选项逐一排除即可,一定要注意题目给出的条件是“在α角取不同值的情况下”,因此,物体可能相对绸带运动。
2.如图1—1—12所示,将十四个等质量的小球均匀地穿**上组成首尾相连的一串球链挂在光滑的斜面上abc上,斜面底边ac水平,这些小球均静止。现同时去掉下面的八个对称悬挂的小球,如图1—1—13所示,则关于剩余的六个小球,以下说法正确的是( )
a.仍在斜面上保持静止。
b.向左侧沿斜面逆时针滑动。
c.向右侧沿斜面顺时针滑动。
d. ab的长度一定是bc的2倍。
27.(11年山东22)如图甲所示,两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计。两质量、长度均相同的导体棒c、d,置于边界水平的匀强磁场上方同一高度h处。
磁场宽为3h,方向与导轨平面垂直。先由静止释放c,c刚进入磁场即匀速运动,此时再由静止释放d,两导体棒与导轨始终保持良好接触。用ac表示c的加速度,ekd表示d的动能,xc、xd分别表示c、d相对释放点的位移。
图乙中正确的是。
27. (2011山东22)bd【解析】c导体棒落入磁场之前做自由落体运动,加速度恒为g,有,,c棒进入磁场以速度v做匀速直线运动时,d棒开始做自由落体运动,与c棒做自由落体运动的过程相同,此时c棒在磁场中做匀速直线运动的路程为,d棒进入磁场而c还没有传出磁场的过程,无电磁感应,两导体棒仅受到重力作用,加速度均为g,知道c棒穿出磁场,b正确。c棒穿出磁场,d棒切割磁感线产生电动势,在回路中产生感应电流,因此时d棒速度大于c进入磁场是切割磁感线的速度,故电动势、电流、安培力都大于c刚进入磁场时的大小,d棒减速,直到穿出磁场仅受重力,做匀加速运动,结合匀变速直线运动,可知加速过程动能与路程成正比,d正确。
解析:开始c的加速度为g,c刚进入磁场即匀速运动,加速度为零,在d下落h的过程中,h=gt2/2,c匀速下降了xc=gt·t=2h,如图1-3-2所示;d进入磁场后,c、d导体棒以相同的速度,同向切割磁感线,回路中无感应电流,两棒只在重力作用下运动,加速度为g,一起运动了h,如图1-3-3所示;
c出磁场,这时c的加速度仍为g,c棒只匀速运动了2h,因此a错误,b正确;c棒刚进入磁场时做匀速运动,则有fc=b2l2/r=mg;c棒出磁场时,d棒下降2h,速度v=,安培力fd= b2l2/r=,并且合力向上,大小为。由于d棒此时的合力小于mg的一半,以后d又做减速运动,合力越来越小,故d在再运动至出磁场过程中,合力的平均值小于mg的一半,其动能由最大值减小的量也小于动能最大值的一半,即d出磁场时的动能仍然大于其在磁场中匀速的动能。在图1-3-4的图象中,图线表示合力为mg,图线①表示c刚出磁场时的合力(小于mg的一半),图线表示d棒出磁场时的合力,因为d出磁场时动能大于匀速的动能,所以,d出磁场时的合力仍然向上,图线的斜率一定不为零。
答案为bd.
点拨:(1)明确力对运动的制约关系;(2)明确两导体棒同速度同向切割磁感线时,回路磁通量不再变化,回路中无感应电流产生;(3)ek-d图线切线斜率表示合力。
28.(11年山东20)为保证用户电压稳定在220 v,变电所需适时进行调压,图甲为调压变压器示意图。保持输入电压u1不变,当滑动接头p上下移动时可改变输出电压。
某次检测得到用户电压u2随时间t变化的曲线如图乙所示。以下正确的是( )
a.u2 = 190sin(50πt) v
b.u2 = 190sin(100πt) v
c.为使用户电压稳定在220 v,应将p适当下移。
d.为使用户电压稳定在220 v,应将p适当上移。
28. (2011山东20)bd【解析】根据图像知周期为t=2×10-2s,电压的最大值为v,故用户得到电压的瞬时值为,b正确;用户获得电压为交流电的有效值,此时有效值为190v,根据变压比,增大电压则需要减少原线圈的匝数p要适当上移,d正确。
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