分析: 根据万有引力定律F=,运用比例法,选择符合题意要求的选项.
,可
解答: 解:A、使两物体的质量各减小一半,距离不变,根据万有引力定律F=知,万有引力变为原来的,A符合题意;
B、使其中一个物体的质量减小到原来的,距离不变,根据万有引力定律F=万有引力变为原来的,B符合题意;
C、使两物体间的距离增为原来的2倍,质量不变,根据万有引力定律F=有引力变为原来的,C符合题意;
D、使两物体间的距离和质量都减为原来的,根据万有引力定律F=
,可知,
,可知,万
,可知,万有引力
与原来相等,D不符合题意.
本题选择不可采用的方法是,故选:D. 点评: 本题考查应用比例法理解万有引力定律的能力,要综合考虑质量乘积与距离平方和引力的关系.
13.下列说法正确的是( )
A. 做匀速圆周运动的物体处于平衡状态
B. 做匀速圆周运动的物体所受的合外力是恒力 C. 做匀速圆周运动的物体的速度恒定
D. 做匀速圆周运动的物体的加速度大小恒定
考点: 线速度、角速度和周期、转速;向心加速度. 专题: 匀速圆周运动专题. 分析: 匀速圆周运动的物体,速率不变,方向时刻改变,具有向心加速度,方向始终指向圆心.
解答: 解:A、做匀速圆周运动的物体,具有向心加速度,合外力不为零.故A错误. B、匀速圆周运动的物体所受的合外力大小不变,方向始终指向圆心,不是恒力.故B错误.
C、匀速圆周运动的物体速度大小不变,方向时刻改变.故C错误.
D、匀速圆周运动物体加速度大小不变,方向始终指向圆心.故D正确. 故选D. 点评: 解决本题的关键知道匀速圆周运动的特点,具有加速度,大小不变,方向始终指向圆心.
14.关于地球同步卫星下列说法正确的是( )
A. 地球同步卫星和地球同步,但是同步卫星的高度和线速度大小可以不同
B. 地球同步卫星的角速度虽被确定,但高度和速度可以选择,高度增加,速度增大 C. 地球同步卫星只能定点在赤道上空,相对地面静止不动
D. 以上均不正确
考点: 同步卫星. 专题: 人造卫星问题.
分析: 了解同步卫星的含义,即同步卫星的周期必须与地球自转周期相同.
物体做匀速圆周运动,它所受的合力提供向心力,也就是合力要指向轨道平面的中心. 通过万有引力提供向心力,列出等式通过已知量确定未知量.
解答: 解:A、根据万有引力提供向心力,列出等式:=m(R+h),其中
R为地球半径,h为同步卫星离地面的高度.由于同步卫星的周期必须与地球自转周期相同,
所以T为一定值,根据上面等式得出:同步卫星离地面的高度h也为一定值.由于轨道半径一定,则线速度的大小也一定,故A错误. B、同步卫星的周期必须与地球自转周期相同,由A选项可知,高度与速度大小均是定值.故B错误.
C、它若在除赤道所在平面外的任意点,假设实现了“同步”,那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上,这是不可能的,因此同步卫星相对地面静止不动,故C正确,
D、由上分析可知,故D错误. 故选:C. 点评: 地球质量一定、自转速度一定,同步卫星要与地球的自转实现同步,就必须要角速度与地球自转角速度相等,这就决定了它的轨道高度和线速度大小.
15.如图所示,一个在水平桌面上向右做直线运动的钢球,如果在它运动路线的旁边放一块磁铁,则钢球可能的运动轨迹是( )
A. 轨迹③ B. 轨迹② C. 轨迹① D. 轨迹①、②、③都有可能
考点: 物体做曲线运动的条件. 专题: 物体做曲线运动条件专题. 分析: 速度方向是切线方向,合力方向是指向磁体的方向,两者不共线,球在做曲线运动,据此判断曲线运动的条件.
解答: 解:速度方向是切线方向,合力方向是指向磁体的方向,两者不共线,球在做曲线运动,说明曲线运动的条件是合力与速度不共线,且运动轨迹偏向合力的方向,故C正确,ABC错误; 故选:C. 点评: 本题关键找出钢球的速度方向和受力方向,从而判断出钢球做曲线运动的条件是解题的关键.
16.在同一平台上的O点抛出的三个物体,做平抛运动的轨迹如图所示,则三个物体做平抛运动的初速度vA、vB、vc的关系和三个物体平抛运动的时间tA、tB、tc的关系分别是( )
A. vA>vB>vc,tA>tB>tc B. vA=vB=vc,tA=tB=tc C. vA<vB<vc,tA>tB>tc D. vA>vB>vc,tA<tB<tc
考点: 平抛运动. 专题: 平抛运动专题. 分析: 研究平抛运动的方法是把平抛运动分解到水平方向和竖直方向去研究,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动,两个方向上运动的时间相同.
解答: 解:三个物体都做平抛运动,由h=gt 可知,物体下降的高度决定物体运动的时间,所以tA>tB>tC.
物体水平方向做匀速直线运动,则有:x=v0t,得:v0=x
2
取一个相同的高度,此时物体的下降的时间相同,水平位移大的物体的初速度较大,则:vA<vB<vC, 故选:C. 点评: 本题就是对平抛运动规律的考查,平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动,和竖直方向上的自由落体运动来列式分析.
17.两行星的质量分别为m1和m2,绕太阳运行的轨道半径分别是r1和r2,若它们只受太阳万有引力作用,那么这两个行星的向心加速度大小之比( ) A. 1
B.
C.
D.
考点: 万有引力定律及其应用. 专题: 万有引力定律的应用专题. 分析: 由万有引力提供向心力,可得向心加速度表达式.进而可得比值. 解答: 解:
对m1和m2由万有万有引力提供向心力可得:
①
②
得:
故C正确,ABD错误. 故选:C 点评: 本题主要是万有引力提供向心力的应用,属于最基础的考察.
18.冰面对溜冰运动员的最大静摩擦力为运动员重力的k倍,在水平冰面上沿半径为R的圆周滑行的运动员,其安全速度为( ) A. v≤
B. v=k
C. v≤
D. v≤
考点: 向心力;牛顿第二定律. 专题: 牛顿第二定律在圆周运动中的应用. 分析: 运动员在水平面上做圆周运动的向心力是由运动员受到的冰给运动员的最大静摩擦力提供的,根据向心力的公式可以计算出此时的最大速度.
解答: 解:由题意可知,最大静摩擦力为重力的k倍,所以最大静摩擦力等于kmg, 设运动员的最大的速度为v,则:
kmg=m
解得:v=,所以安全速度v≤,故A正确. 故选:A 点评: 找到向心力的来源,能够提供的最大的向心力就是最大静摩擦力,此时的速度就是最大的速度.
二、填空题(每空2分,共18分)
19.如图是不打滑的皮带传送装置,A、B两轮通过皮带连接,rA=2R,rB=R,在A、B两轮边缘有两个点M、N,在A轮上有一点P离A轮圆心的距离为R,则VМ:VN= 1:1 ;ωM:ωN= 1:2 ;vN:vP= 2:1 .
考点: 线速度、角速度和周期、转速. 专题: 匀速圆周运动专题. 分析: 两轮子靠传送带传动,轮子边缘上的点具有相同的线速度;共轴转动的点,具有相同的角速度.
解答: 解:A、B两轮通过皮带连接,边缘点线速度相等,故:
vM:vN=1:1
由于M、N两点的转动半径之比为2:1,根据公式v=rω,故M、N两点的角速度之比为:
ωM:ωN=1:2
P点和M点转动的角速度相等,根据公式v=rω,故P点和M点转动线速度之比为1:2; 故N点和P点的线速度之比为vN:vP=2:1; 故答案为:1:1,1:2,2:1. 点评: 此题关键是知道同轴转动角速度相等,皮带联动线速度相等,并结合线速度和角速度的关系式进行求解.
20.所有的行星围绕太阳运动的轨道都是 椭圆 ,太阳处在焦点上;所有行星的轨道的半长轴的 三次方 跟公转周期的 二次方 比值都相等.
考点: 开普勒定律. 分析: 此题考查对开普勒三定律的记忆和理解.开普勒第一定律:所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆轨道的一个焦点上.开普勒第二定律:行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等.开普勒第三定律:所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等.
解答: 解:开普勒认为:所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上,即开普勒第一定律. 开普勒第三定律:所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等,其
表达式为k=
故答案为:椭圆;三次方;二次方. 点评: 此题只要知道开普勒三定律,并结合万有引力定律定律进行理解便可以解决此问题.
21.研究平抛运动实验中,某同学描出了平抛运动的轨迹,他为了求出平抛运动的初速度,需要测量有效点的离抛出点的 水平位移x 、 竖直位移y (并用符号表示出来).然后根据测得的物理量推导出平抛运动初速度的表达式(用符号表示)V0=
.
考点: 研究平抛物体的运动. 专题: 实验题;平抛运动专题. 分析: 物体做平抛运动,根据高度求出平抛运动的时间,结合水平位移和时间求出平抛运动的初速度.
解答: 解:在该实验中需要测量物体平抛运动的竖直位移y和水平位移x.
根据y=gt得,t=
2
,
.
则平抛运动的初速度v0==
由上可知,实验中需要测量的物理量是:水平位移x,竖直位移y; 故答案为:水平位移x,竖直位移y,
.
点评: 解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,结合运动学公式进行求解.