高中物理必修二典型习题大全含解析2297

物理必修二典型习题汇编一．选择题（共18小题）1.如图所示，小物体A与圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起作匀速圆周运动，则A的受力情况正确的是（）A.受重力、支持力B.受重力、支持力和指向圆心的摩擦力C.受重力、支持力、向心力、摩擦力口.向心力、摩擦力2.关于匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）2A.由于声J,所以线速度大的物体的向心加速度大xB.匀速圆周运动中物体的周期保持不变C.匀速圆周运动中物体的速度保持不变D.匀速圆周运动中物体的向心加速度保持不变3．如图所示，甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动，相互之间不打滑，其半径分别为r1、r2、r3.若甲、乙、丙三个轮的角速度依次为31、32、33，则三个轮的角速度大小关系是（ ）A.ajaj、B.3］〉、〉、 C.«1<«2<«3D.、〉。］〉、4.图中所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r,a是它边缘上的一点.左侧是一轮轴，大轮的半径为4r,小轮的半径为2r.b点在小轮上，到小轮中心的距离为r.c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上.若在传动过程中，皮带不打滑.则（）A.c点与d点的角速度大小相等a点与b点的角速度大小相等a点与c点的线速度大小相等a点与c点的向心加速度大小相等5.A、B两个质点分别做匀速圆周运动，在相等时间内通过的弧长之比SA：S:4：3,转过的圆心角之比0a：0b=3：2.则下列说法中正确的是（ ）A.它们的线速度之比vA：vB=4：3B.它们的角速度之比\：3「2：3C.它们的周期之比TA：Tj3：2D.它们的向心加速度之比aA：aB=3：26.如图所示，小球从倾斜轨道上由静止释放，经平直部分冲上圆弧部分的最高点A时，对圆弧的压力大小为mg,已知圆弧的半径为R,整个轨道光滑.则（ ）A.在最高点A,小球受重力和向心力的作用B.在最高点A,小球的速度为宜C.在最高点A,小球的向心加速度为gD.小球的释放点比A点高为R.铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道对水平面倾角为。（如图），弯道处的圆弧半径为R,若质量为m的火车转弯时速度小于；而I百，则（）A.内轨对内侧车轮轮缘有挤压.这时铁轨对火车的支持力大于一鼻COS日C.外轨对外侧车轮轮缘有挤压D.这时铁轨对火车的支持力小于一上COS日8.如图所示为某行星绕太阳运动的轨迹示意图，其中P、Q两点是椭圆轨迹的两个焦点，若太阳位于图中P点，则关于行星在A、B两点速度的大小关系正确的是（ ）A.vA>vBB.vA<vBC.vA=vB D.无法确定9.2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道I进入椭圆轨道H,B为轨道H上的一点，如图，则下列关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有（）A.在轨道II上经过A的速度小于经过B的速度B.在轨道H上经过A的速度大于在轨道I上经过A的速度C.在轨道H上运动的周期小于在轨道I上运动的周期D.在轨道II上经过A的加速度小于在轨道I上经过A的加速度10.要使两物体间的万有引力减小到原来皿，下列办法不可采用的是（ ）4A.使两物体的质量各减少一半，距离不变B.使其中一个物体的质量减小到原来的工，距离不变4C.使两物体间的距离增为原来的2倍，质量不变D.使两物体间的距离和质量都减为原来的工4.举世瞩目的“神舟”七号航天飞船的成功发射和顺利返回，显示了我国航天事业取得巨大成就.已知地球的质量为M,引力常量为G,设飞船绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r,则飞船在圆轨道上运行的速率为（ ）A,丹团襦。您.倡.不可回收的航天器在用后，将成为太空垃圾，如图是漂浮在地球附近的太空垃圾示意图，下列说法中正确的是（）A.离地越低的太空垃圾运行的向心加速度一定越大B.离地越低的太空垃圾受到的地球的万有引力一定越大C.由公式v=jQ得，离地越高的太空垃圾运行速率越大D.太空垃圾可能跟同一轨道上同向飞行的航于器相撞13.己知地球半径为R,静置于赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a；地球同步卫星作匀速圆周运动的轨道半径为r,向心加速度大小为a。，引力常量为G,以下结论正确的是（ ）A.地球质量M=T：B.地球质量IC.向心加速度之比工二工1a0R2d.向心加速度之比又正aoR14.2016年1。月19日，“神舟十一号”飞船与“天宫二号”成功实现交会对接，下列说法正确的是（）“神舟十一号”先到达“天宫二号”相同的轨道然后加速对接“神舟十一号”先到达“天宫二号”相同的轨道然后减速对接“神舟十一号”先到达比“天宫二号”的轨道半径大的轨道然后加速对接“神舟十一号”先到达比“天宫二号”的轨道半径小的轨道然后加速对接.一物体置于光滑水平面上，受互相垂直的水平力F1、F2作用，经一段位移，F1做功为6J,F2做功为8J,则F1、F2的合力做功为（）A.14JB.10JC.-2JD.2J.设飞机飞行中所受阻力与其速度的平方成正比，若飞机以速度v飞行，其发动机功率为P,则飞机以3V匀速飞行时，其发动机的功率为（ ）A.3PB.9PC.27PD.无法确定

.如图所示，物体在恒定拉力F的作用下沿水平面做匀速直线运动，运动速度为v,拉力F斜向上与水平面夹角为。，则拉力F的功率可以表示为( )FvB.Fvcos。C.Fvsin。D.———cos018.如图所示，运动员把质量为m的足球从水平地面踢出，足球在空中达到的最大高度为h,在最高点时的速度为v,不计空气阻力，重力加速度为g,则运动员踢球时对足球做的、无」 」功为(A.』-功为(A.』-mv22mghC.mgh+Xmv2 D.mgh+mv22二.计算题(共2小题).如图所示一质量m二的小球静止于桌子边缘A点，其右方有底面半径r=的转筒，转筒顶端与A等高，筒底端左侧有一小孔，距顶端卜=.开始时A、小孔以及转筒的竖直轴线处于同一竖直平面内.现使小球以速度uA=4m/s从A点水平飞出，同时转筒立刻以某一角速度做匀速转动，最终小球恰好进入小孔.取g=l0m/s2,不计空气阻力.(1)求转筒轴线与A点的距离d;(2)求转筒转动的角速度3..如图为一个半径r=5m的圆盘，绕其圆心O做顺时针匀速转动，当圆盘边缘上的一点A处在如图的位置的时候，在其圆心正上方h=20m的高度处有一小球正在向边缘的A点以一定的初速度水平抛出，小球正好落在A点.求：(不计空气阻力，g取10m/s2)(1)小球的初速度为多少？(2)圆盘的最小角速度为多少？(3)圆盘转动周期的可能值？三.解答题(共10小题).如图所示，质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下都绕。点做匀速圆周运动，星球A和B两者中心之间的距离为L.已知A、B的中心和O三点始终共线，A和B分别在。的两侧，引力常数为G.(1)求两星球做圆周运动的周期；(2)在地月系统中，若忽略其它星球的影响，可以将月球和地球看成上述星球A和B,月球绕其轨道中心运行的周期记为T1.但在近似处理问题时，常常认为月球是绕地心做圆周运动的，这样算得的运行周期记为T2.已知地球和月球的质量分别为X1024kg和X1022kg.求T2与T1两者平方之比.(结果保留3位小数).假设某天你在一个半径为R的星球上，手拿一只小球从离星球表面高h处无初速释放，测得小球经时间t落地.若忽略星球的自转影响，不计一切阻力，万有引力常量为G.求：(1)该星球的质量M；(2)在该星球上发射卫星的第一宇宙速度大小v..两颗卫星在同一轨道平面绕地球做匀速圆周运动，地球半径为R,a卫星离地面的高度等于R,b卫星离地面高度为3R,则：a、b两卫星周期之比Ta：Tb是多少？(2)若某时刻两卫星正好同时通过地面同一点的正上方，则a至少经过多少个周期两卫星相距最远？.小明从坡顶处以v0=6m/s的初速度沿直线坡道骑车到达坡底(此过程可视为匀变速直线运动)，测得他到达坡底时的速度为v=10m/s,所用时间t=4s,坡顶与坡底的高度差h=10m小明和车总质副=90kg重力加速度g取10m/s.(1)小明下坡时的加速度；(2)坡道的长度；(3)此过程中小明和车所受重力做功的平均功率..为了研究过山车的原理,某兴趣小组提出了下列设想：取一个与水平方向夹角为37°、长为l=的粗糙倾斜轨阖8,通过水平轨道BC与半径为R二的竖直圆轨道相连，出口为水平轨道DE,整个轨道除AB段以外都是光滑的.其由B与BC轨道以微小圆弧相接，如图所示.一个质导=1kg小物块以初速度v0=s从A点沿倾斜轨道滑下，小物块到达C点时速度vC=s.取g=10m/s2,sin37°=,cos37°=.(1)求小物块到达C点时对圆轨道压力的大小；(2)求小物块从A到B运动过程中摩擦力所做的功；(3)为了使小物块不离开轨道，并从轨道DE滑出，求竖直圆弧轨道的半径应满足什么条件？.如图所示，半径R二的光滑半圆环轨道处于竖直平面内，半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点A.一质量m=的小球，以初速度v0=s在水平地面上向左作加速度a=s2的匀减速直线运动，运动L二后，冲上竖直半圆环，最后小球落在C点.求：(1)物体运动到A点时的速度大小vA.(2)小球经过B点时对轨道的压力大小FB.(3)A、C间的距离d.(取重力加速度g=10m/s2).半径为R,内径很小的光滑半圆管竖直放置，质量为m的小球A以一定初速度进入管内，通过最高点C时的速度大小为v,求：（1）A求进入半圆管最低点时的速度、的大小；（2）小球落地点距半圆管最低点的水平距离．.如图所示，ABC为一细圆管构成的互圆轨道，固定在竖直平面内，轨道半径为R（比细4圆管的半径大得多），。八水平，OC竖直，最低点为B,最高点为C,细圆管内壁光滑.在A点正上方某位置处有一质量为m的小球（可视为质点）由静止开始下落，刚好进入细圆管内运动．已知细圆管的内径稍大于小球的直径，不计空气阻力．（1）若小球刚好能到达轨道的最高点C,求小球经过最低点B时轨道对小球的支持力大小；（2）若小球从C点水平飞出后恰好能落到A点，求小球刚开始下落时离A点的高度为多大..如图所示，AB是半径为R的上光滑圆弧轨道.B点的切线在水平方向，且B点离水平地面高为h,有一物体（可视为质点）从A点静止开始滑下，到达B点时，对轨道的压力为其所受重力的3倍（重力加速度为g）.求：（1）物体运动到B点时的速度；（2）物体到达B点时的加速度a1及刚离开B点时的加速度a2；（3）物体落地点到B点的距离s..如图所示，质量m=70kg的运动员以10m/s的速度，从高h=10m的滑雪场八点沿斜坡自由滑下,一切阻力可忽略不计,以地面为零势能面.求：（1）运动员在A点时的机械能；（2）运动员到达最低点B时的速度大小；（3）若运动员继续沿斜坡向上运动，他能到达的最大高度.（g=10m/s2）物理必修二典型习题汇编参考答案与试题解析一.选择题（共18小题）1.（2017?崇川区校级学业考试）如图所示，小物体A与圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起作匀速圆周运动，则A的受力情况正确的是（ ）A.受重力、支持力B.受重力、支持力和指向圆心的摩擦力C.受重力、支持力、向心力、摩擦力口.向心力、摩擦力【分析】向心力是根据效果命名的力，只能由其它力的合力或者分力来充当，不是真实存在的力，不能说物体受到向心力．【解答】解：物体在水平面上，一定受到重力和支持力作用，物体在转动过程中，有背离圆心的运动趋势，因此受到指向圆心的静摩擦力，且静摩擦力提供向心力，故ACD错误，B正确．故选：B.【点评】本题学生很容易错误的认为物体受到向心力作用，要明确向心力的特点，同时受力分析时注意分析力先后顺序，即受力分析步骤．.（2016?山东模拟）关于匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）2A.由于心二，所以线速度大的物体的向心加速度大TB.匀速圆周运动中物体的周期保持不变C.匀速圆周运动中物体的速度保持不变D.匀速圆周运动中物体的向心加速度保持不变【分析】根据匀速圆周运动的特点，不同情况的向心力的公式来逐个分析，在分析时要注意，比较两个量的关系时，必须是在其它量不变的前提下.2解：A、由于已二，只有当半径r不变的前提下，才有线速度大的物体的向心加速T度大，而半径没说是不变的，所以A选项错误.B、既然是匀速圆周运动了，那么物体的速度的大小一定不变，同一个物体的匀速圆周运动，半径当然也是不变的，由T=也三可知，周期保持不变，所以B选项正确.C、做匀速圆周运动的物体，它的速度的大小是不变的，但速度的方向时刻在变，所以错误.D、匀速圆周运动中物体的向心加速度，只是向心加速度的大小不变，方向是变化的，应该说是向心加速度的大小保持不变，所以D选项错误.故选：B.【点评】对匀速圆周运动向心力的考查，分析各个量之间的关系，必须是在其它量不变的前提下..（2017?青浦区一模）如图所示，甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动，相互之间不打滑，其半径分别为r1、r2、r3.若甲、乙、丙三个轮的角速度依次为。「。「^」则三个轮的角速度大小关系是（ ）co1=o2=o3B.①］〉、〉、C.31<32<33D.GD2>O1>O3【分析】甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动，相互之间不打滑说明线速度相同，根据v=wr解答．【解答】解：由甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动，相互之间不打滑知三者线速度相同，其半径分别为r1、r2、r3,则有：31r1=32r2=33r3由图可知：r1>r2>r3所以31<32<33故ABD错误，C正确.故选：C【点评】此题考查匀速圆周运动的线速度和角速度的关系式的应用，同时要知道皮带或齿轮连动的角速度相同．4．（2017?福建模拟）图中所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点.左侧是一轮轴，大轮的半径为4r,小轮的半径为2r.b点在小轮上，到小轮中心的距离为r．c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上．若在传动过程中，皮带不打滑．则（ ）A.c点与d点的角速度大小相等a点与b点的角速度大小相等a点与c点的线速度大小相等a点与c点的向心加速度大小相等【分析】共轴转动的各点角速度相等，靠传送带传动轮子上的点线速度大小相等，根据2v=r«, 5工半径各点线速度、角速度和向心加速度的大小.【解答】解：A、共轴转动的各点角速度相等，秘、c、d三点角速度相等，故人正确；B、a、c两点的线速度大小相等，b、c两点的角速度相等，根据v=r3,a的角速度大于c的角速度，则a点的角速度大于b点的角速度，故B错误；C、靠传送带传动轮子上的点线速度大小相等，故^c两点的线速度大小相等，故:正确；2D、a、c两点的线速度大小相等，根堀：（，a点的向心加速度大于b点的向心加速度，故D错误；故选：AC.【点评】解决本题的关键知道线速度、角速度、向心加速度与半径的关系，以及知道共轴转动的各点角速度相等，靠传送带传动轮子上的点线速度大小相等.5.（2017?泰州学业考试）A、B两个质点分别做匀速圆周运动，在相等时间内通过的弧长之比SA：SB=4：3,转过的圆心角之比0A：0B=3：2.则下列说法中正确的是（ ）A.它们的线速度之比vA：vB=4：3B.它们的角速度之比3A：、=2：3C.它们的周期之比TA：Tj3：2D.它们的向心加速度之比a/aB=3：2【分析】根据公式v二且求解线速度之比，根据公式3二且求解角速度之比，根据公式tUt t W求周期之比，根据an=3v,即可求解加速度之比.【解答】解：A、B两质点分别做匀速圆周运动，若在相等时间内它们通过的弧长之比为S：ASb=4：3,根据公式公式丫言，线速度之比为vA：vB=4：3,故A正确；B、通过的圆心角之比@a：@b=3：2,根据公式3=31,角速度之比为3：2,故B错误；C、由根据公式T二等，周期之比为TA：TB=2：3；故C错误；D、根据an=3v,可知aA：aB=2：1,故D错误；故选：A.【点评】本题关键是记住线速度、角速度、周期和向心加速度的公式,根据公式列式分析,基础题.6.（2017?徐州学业考试）如图所示,小球从倾斜轨道上由静止释放,经平直部分冲上圆弧部分的最高点A时，对圆弧的压力大小为mg,已知圆弧的半径为R,整个轨道光滑.则（ ）A.在最高点A,小球受重力和向心力的作用B.在最高点A,小球的速度为，:/C.在最高点A,小球的向心加速度为gD.小球的释放点比A点高为R【分析】小球在最高点受到重力,轨道对球的压力,两个力的合力提供向心力,根据向心力公式求出小球的速度,根据向心力公式求出加速度.根据动能定理求得高度差【解答】解：人、小球在最高点受到重力，轨道对球的压力，两个力的合力提供向心力，故A错误；C、在最高点，根据向心力公式得：mg+F=ma-rT1_^,F=mg，联立解得：a=2g,v-函，故BC错误，D、从释放点到最高点，根据动能定理可知里h二上百/，解得h=R，故D正确.故选：D【点评】解决本题的关键知道在最高点，小球所受的合力提供向心力，受力分析时不能分析向心力，难度不大，属于基础题．7．（2011春?市中区校级期末）铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道对水平面倾角为。（如图），弯道处的圆弧半径为R,若质量为m的火车转弯时速度小于.-,'Rgtg，，则（）A.内轨对内侧车轮轮缘有挤压B.这时铁轨对火车的支持力大于与COEHC.外轨对外侧车轮轮缘有挤压D.这时铁轨对火车的支持力小于1rCOS0【分析】火车在弯道处拐弯时火车的重力和轨道对火车的支持力的合力做为转弯需要的向心力，当合力恰好等于需要的向心力时，火车对内外轨道都没有力的作用，速度增加，就要对外轨挤压，速度减小就要对内轨挤压．【解答】解：火车的重力和轨道对火车的支持力的合力恰好等于需要的向心力时，此时火车的速度正好是.・西。百，当火车火车转弯的速度小于京霸百时，需要的向心力减小，而重力与支持力的合力不变，所以合力大于了需要的向心力，内轨就要对火车产生一个向外的力来抵消多余的力，所以此时内轨对内侧车轮轮缘有挤压，A正确，C错误.由于内轨对火车的作用力沿着轨道平面向上，可以把这个力分解为水平和竖直向上两个分力，由于竖直向上的分力的作用，使支持力变小，所以D正确，B错误.故选A、D.【点评】火车转弯主要是分析清楚向心力的来源，再根据速度的变化，可以知道对内轨还是对外轨由作用力．（2016?怀化学业考试）如图所示为某行星绕太阳运动的轨迹示意图，其中P、Q两点是椭圆轨迹的两个焦点，若太阳位于图中P点，则关于行星在A、B两点速度的大小关系正确的是（）A.vA>vBB.vA<vBC.vA=vBD.无法确定【分析】开普勒第二定律的内容，对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积．如图所示，行星沿着椭圆轨道运行，太阳位于椭圆的一个焦点上．如果时间间隔相等，即t2-t1=t4-t3,那么面积A二面积B由此可知行星在远日点8的速率最小，在近立4―L- f日点A的速率最大. 二一--【解答】解：根据开普勒第二定律，也称面积定律：在相等时间内，太阳和运动着的行星的连线所扫过的面积都是相等的.由扇形面积S=llr知半径长的对应的弧长短，由v=L知行2 t星离太阳较远时速率小，较近时速率大.即行星在近日点的速率大，远日点的速率小.故A正确，BCD错误故选；A【点评】考查了开普勒第二定律，再结合时间相等，面积相等，对应弧长求出平均速度．此题难度不大，属于基础题（2016?河南一模）2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道1进入椭圆轨道n,B为轨道n上的一点，如图，则下列关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有（ ）A.在轨道n上经过A的速度小于经过B的速度B.在轨道n上经过A的速度大于在轨道I上经过A的速度C.在轨道n上运动的周期小于在轨道I上运动的周期D.在轨道n上经过A的加速度小于在轨道I上经过A的加速度【分析】航天飞机在在轨道n上由A运动到B,万有引力做正功，动能增大即可比较出A、B的速度；比较加速度只要比较所受的合力（即万有引力）；从轨道I上的A点进入轨道n,需要减速，使得在该点万有引力大于所需的向心力做近心运动.【解答】解：A、根据开普勒定律可知，卫星在近地点的速度大于在远地点的速度，枷正确；B、由I轨道变到n轨道要减速，所以B错误；p3C、由开普勒第三定律可知，号_=k,R2<R1,所以T2<T1,故C正确；D、根据a粤，在A点时加速度相等，故D错误.R2故选：AC.【点评】解决本题的关键理解航天飞机绕地球运动的规律.要注意向心力是物体做圆周运动所需要的力，比较加速度，应比较物体实际所受到的力，即万有引力．（2016?辽宁）要使两物体间的万有引力减小到原来的工，下列办法不可采用的是（ ）4A.使两物体的质量各减少一半，距离不变B.使其中一个物体的质量减小到原来的工，距离不变4C.使两物体间的距离增为原来的2倍，质量不变D.使两物体间的距离和质量都减为原来的工4根据万有引力定律F=G』此，运用比例法，选择符合题意要求的选项.2r【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=Gq,可知，万有引力变为原来旭，符合题意.4B、使其中一个物体的质量减小到原来吼，距离不变，根据万有引力定律F=G』^,可4 2h r知，万有引力变为原来汕，符合题意.4C、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=GHL，可知，2r万有引力变为原来的L,符合题意.4D、使两物体间的距离和质量都减为原来的工，根据万有引力定律F=G』^，可知，万有4 2h r引力与原来相等，不符合题意.本题选择不符合，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．11．（2017?广陵区校级学业考试）举世瞩目的“神舟”七号航天飞船的成功发射和顺利返回，显示了我国航天事业取得巨大成就.已知地球的质量为M,引力常量为G,设飞船绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r,则飞船在圆轨道上运行的速率为（ ）A，僧，标厝.但【分析】研究飞船绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式.根据等式表示出飞船在圆轨道上运行的速率．【解答】解：研究飞船绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式："mZlr2工解得：V二:四故选A.【点评】向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用．12.（2017?连云港学业考试）不可回收的航天器在用后，将成为太空垃圾，如图是漂浮在地球附近的太空垃圾示意图，下列说法中正确的是（）A.离地越低的太空垃圾运行的向心加速度一定越大B.离地越低的太空垃圾受到的地球的万有引力一定越大C.由公式v=jQ得，离地越高的太空垃圾运行速率越大口.太空垃圾可能跟同一轨道上同向飞行的航于器相撞【分析】太空垃圾绕地球做匀速圆周运动，靠地球的万有引力提供向心力，进入大气层后，受空气阻力，速度减小，万有引力大于所需要的向心力，做向心运动2【解答】解：根据万有引力提供向心力，有G蚂」£ TT 1得向心加速度外有 线速度V座AC、可知离地越低的太空垃圾，r越小，向心加速度a越大；离地越高的太空垃圾，r越大，v越小，故A正确，C错误；B、根据万有引力公式F=G与，因为太空垃圾质量未知，所以离地越低的太空垃圾受到的万r"有引力不一定大，故B错误；D、根据线速度公式片：在同一轨道上的航天器与太空垃圾线速度相同，如果它们绕地球飞行的运转方向相同，它们不会碰撞，故D错误；故选：A【点评】解决本题的关键知道万有引力等于所需要的向心力，做圆周运动.当万有引力大于所需要的向心力，做近心运动（2017?浙江模拟）己知地球半径为R,静置于赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a；地球同步卫星作匀速圆周运动的轨道半径为r,向心加速度大小为a。，引力常量为G,以下结论正确的是（ ）A.地球质量M=」支口.向心加速度之比3ma0尺【分析】地球赤道上的物体随地球自转时，万有引力的一部分提供向心力，地球的同步卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，据此求解地球质量，同步卫星的角速度和地球自转的角速度相等，根据a=r32得出物体随地球自转的向心加速度与同步卫星的加速度之比，从而判断加速度的关系．【解答】解：A、地球的同步卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，则有：2解得地球质量M=^^，故选A正确.GB、地球赤道上的物体随地球自转时有：G粤r乔丽，得，故B错误;必 GCD、同步卫星的角速度和地球自转的角速度相等，物体的角速度也等于地球自转的角速度，所以地球同步卫星与物体的角速度相等．根据"rs得，3』，故CD错误；aor故选：A【点评】解决本题的关键知道同步卫星的特点，知道卫星由万有引力提供向心力，特别注意在地球上随地球一起自转的物体，不是万有引力提供向心力，难度适中．14．（2017?泰州学业考试）2016年10月19日，“神舟十一号”飞船与“天宫二号”成功实现交会对接，下列说法正确的是（ ）“神舟十一号”先到达“天宫二号”相同的轨道然后加速对接“神舟十一号”先到达“天宫二号”相同的轨道然后减速对接“神舟十一号”先到达比“天宫二号”的轨道半径大的轨道然后加速对接“神舟十一号”先到达比“天宫二号”的轨道半径小的轨道然后加速对接【分析】根据万有引力提供向心力，应用万有引力公式与牛顿第二定律可知，神州十一号加速后做离心运动轨道半径变大可以与天宫二号对接．【解答】解：神舟十一号飞船适当加速时，所需要的向心力增大，将做离心运动，轨道半径变大，所以“神舟十一号”先到达比“天宫二号”的轨道半径小的轨道然后加速对接．故ABC错误，D正确.故选：D【点评】知道万有引力提供向心力是解决飞船、卫星问题的前提，应用万有引力公式牛顿第二定律可以解题，要理解卫星、航天器变轨的原理．.（2017?连云港学业考试）一物体置于光滑水平面上，受互相垂直的水平力1、F2作用，经一段位移，F1做功为6J,F2做功为8J,则F1、F2的合力做功为（ ）A.14JB.10JC.-2JD.2J【分析】功是标量，几个力对物体做的总功，就等于各个力单独对物体做功的和.【解答】解：当有多个力对物体做功的时候，总功的大小就等于用各个力对物体做功的代数和，由于力F1对物体做功6J,力？对物体做功8J,所以F1与F2的合力对物体做的总功就为6J+8J=14J,故选：A【点评】因为功是标量，求标量的和，几个量直接相加取代数和即可求得总功..（2017?崇川区校级学业考试）设飞机飞行中所受阻力与其速度的平方成正比，若飞机以速度v飞行，其发动机功率为P,则飞机以3V匀速飞行时，其发动机的功率为（ ）A.3PB.9PC.27PD.无法确定【分析】由于飞机飞行中所受阻力与其速度的平方成正比，由此可以求得飞机在速度为v和3V时受到的阻力的大小，再由P=FV=fV可以求得飞机的功率的大小.【解答】解：设飞机飞行中所受阻力£=丘2,在匀速飞行时飞机受到的阻力的大小和飞机的牵引力的大小相等，所以飞机以速度v飞行时P=FV=kv2V=kv3,当飞机以3V匀速飞行时，P'=F'V’=k（3v）3=27P,故选C.【点评】当飞机匀速飞行时，飞机的牵引力和受到的阻力大小相等，由此可以求得飞机飞行时的功率，但需要注意的是飞机在以不同的速度飞行时受到的阻力的大小是不同的..（2017?徐州学业考试）如图所示，物体在恒定拉力F的作用下沿水平面做匀速直线运动，运动速度为v,拉力F斜向上与水平面夹角为。，则拉力F的功率可以表示为（ ）A.FvB.Fvcos。C.Fvsin。D.――工cos0【分析】根据P=Fvcos。求得拉力的功率，其中。为力与速度的夹角

【解答】解：拉力F的功率P=Fvcos。，故B正确故选：B【点评】本题主要考查了恒力的瞬时功率，熟练公式P=Fvcos。即可18.（2017?河北区模拟）如图所示，运动员把质量为m的足球从水平地面踢出，足球在空中达到的最大高度为h，在最高点时的速度为v,不计空气阻力，重力加速度为g,则运动员踢球时对足球做的功为（旧力双"卯卯员踢球时对足球做的功为（旧力双"卯卯卯口5川”,必7Mli力」“3"A.工mv2 B.mghC.mgh+lmv2 D.mgh+mv22 2【分析】根据动能定理,足球动能的初始量等于小明做的功；小球在运动过程中,只有重力做功,机械能守恒,运用机械能守恒求解足球在最高点位置处的动能.【解答】解：足球被踢起后在运动过程中,只受到重力作用,只有重力做功,足球的机械能守恒，足球到达最高点时，机械能为E=mgh+Lmv2,由于足球的机械能守恒，则足球刚被踢起时的机械能为E=mgh+Lmv2,足球获得的机械能等于运动员对足球所做的功，因此运动员2对足球做功：W=mgh+.Lmv2,故ABD错误，C正确；2故选：C.【点评】本题可以对踢球的过程运用动能定理,小球动能的增加量等于小明做的功；同时小球离开脚后,由于惯性继续飞行,只有重力做功,机械能守恒.二.计算题（共2小题）19.（2016秋?福建期中）如图所示一质量m二的小球静止于桌子边缘A点，其右方有底面半径r二的转筒，转筒顶端与A等高，筒底端左侧有一小孔，距顶端h=.开始时A、小孔以及转筒的竖直轴线处于同一竖直平面内.现使小球以速度u=4m/s从A点水平飞出，同时转筒立刻以某一角速度做匀速转动，最终小球恰好进入小孔.取g=l0m/s2,不计空气阻力.（1）求转筒轴线与A点的距离d;（2）求转筒转动的角速度3.【分析（1）小球做平抛运动,根据分位移公式列式求解即可；（2）小球恰好进入小孔,说明在平抛运动的时间内小桶转动了整数圈.【解答】解：（1）滑块从A点到进入小孔的时间：

t=WS

t=WS

d-r二u2XQ.810解得：d=；(2)在小球平抛的时间内，圆桶必须恰好转整数转，小球才能进入小孔，即：3t=2nn(n=1,2,3…)，解得3=5nnrad/s(n=1,2,3…)；答：(1)求转筒轴线与A点的距离d为；(2)求转筒转动的角速度3为5nnrad/s(n=1,2,3…).【点评】本题关键是明确小桶的转动和平抛运动是同时进行的,根据平抛运动的分位移公式和角速度的定义列式求解,不难．20.(2015春?松桃县校级月考)如图为一个半径r=5m的圆盘，绕其圆心O做顺时针匀速转动，当圆盘边缘上的一点A处在如图的位置的时候，在其圆心正上方h=20m的高度处有一小球正在向边缘的A点以一定的初速度水平抛出，小球正好落在A点.求：(不计空气阻力，g取10m/s2)(1)小球的初速度为多少？(2)圆盘的最小角速度为多少？(3)圆盘转动周期的可能值？【分析】小球做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，已知下落的高度h可求出运动时间，水平方向做匀速直线运动，已知水平位移R,即可求出小球的初速度.小球下落的时间与圆盘转动的时间相等,可得圆盘转动的时间,考虑圆盘转动的周期性,可知圆盘转动的角度。=n?2n,由角速度定义式求出角速度3,即可求得周期【解答】解：(1)小球做平抛运动,在竖直方向上：2则运动时间h=Xgt2则运动时间又因为水平位移为R所以球的速度(2)在时间t内，盘转过的角度。=n?2n,又因为0=3t则转盘角速度：3=2"门=nn(n=1,2,3…)t当n=1s角速度最小为nrad/s(3)转动的周期可能值为T=22L上(n=1,2,3…)Wn答：(1)小球的初速度v为s；(2)圆盘转动的最小角速度3为n(3)圆盘转动周期的可能值为Z(n=1,2,3…)n【点评】题中涉及圆周运动和平抛运动这两种不同的运动，这两种不同运动规律在解决同一问题时,常常用“时间”这一物理量把两种运动联系起来．三．解答题(共10小题)21.(2015?贵州模拟)如图所示，质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下都绕。点做匀速圆周运动，星球A和B两者中心之间的距离为L.已知A、B的中心和。三点始终共线，A和B分别在O的两侧，引力常数为G.(1)求两星球做圆周运动的周期；(2)在地月系统中，若忽略其它星球的影响，可以将月球和地球看成上述星球A和B,月球绕其轨道中心运行的周期记为T1.但在近似处理问题时，常常认为月球是绕地心做圆周运动的，这样算得的运行周期记为T2.已知地球和月球的质量分别为X1024kg和X1022kg.求T2与T1两者平方之比.(结果保留3位小数)【分析】这是一个双星的问题，A和B绕。做匀速圆周运动，它们之间的万有引力提供各自的向心力，A和B有相同的角速度和周期，结合牛顿第二定律和万有引力定律解决问题.【解答】解：(1)设两个星球A和B做匀速圆周运动的轨道半径分别为r和R,相互作用的万有引力大小为F,运行周期为T.根据万有引力定律有：F=G"m①(R+r产由匀速圆周运动的规律得F二m(22L)2r②TF=M(2工)2R③T由题意有L=R+r④联立①②③④式得：T=2n:/⑤(2)在地月系统中，由于地月系统旋转所围绕的中心。不在地心，由题意知，月球做圆周运动的周期可由⑤式得出IT=2n.__⑥VgOT+m'〕式中，M’和m’分别是地球与月球的质量，L’是地心与月心之间的距离.若认为月球在地球的引力作用下绕地心做匀速圆周运动，则，卫—m'(")2L'⑦「2%式中，T2为月球绕地心运动的周期.由⑦式得：IT=2n工二二⑧I由⑥⑧式得：(三2)2=1+史工⑨T1/代入题给数据得：(")2=⑩T]答：(1)两星球做圆周运动的周期为2nJ匚、；VG(W(2)T2与T1两者平方之比为.【点评】对于双星问题，关键我们要抓住它的特点，即两星球的万有引力提供各自的向心力和两星球具有共同的周期．.(2016?贵阳模拟)假设某天你在一个半径为R的星球上，手拿一只小球从离星球表面高h处无初速释放，测得小球经时间t落地.若忽略星球的自转影响，不计一切阻力，万有引力常量为G.求：(1)该星球的质量M;(2)在该星球上发射卫星的第一宇宙速度大小v.【分析(1)根据自由落体运动规律求出星球表面的重力加速度，利用重力等于万有引力求出星球质量.(2)根据万有引力提供向心力求解星球的第一宇宙速度.解：(1)由运动学规律有忆!目/解得方丝由映不詈解得聋2(2)由万有引力提供向心力有晦二口工R解得二答：(1)该星球的质量M为"-；(2)在该星球上发射卫星的第一宇宙速度大小v为逗I.t【点评】解决本题的基本思路万有引力提供向心力，在星球表面任意物体的重力等于该星球对物体的万有引力．.(2016?四川模拟)两颗卫星在同一轨道平面绕地球做匀速圆周运动，地球半径为R,a卫星离地面的高度等于R,b卫星离地面高度为3R,则：(1)a、b两卫星周期之比Ta：Tb是多少？(2)若某时刻两卫星正好同时通过地面同一点的正上方，则a至少经过多少个周期两卫星相距最远？【分析】根据开普勒行星运动定律之周期定律可求周期之比,将卫星的运动看成匀速圆周运动处理【解答】解：(1)Ra=2R,Rb=4RR3由开普勒行星运动规律知：得33 3所以T：TjR2： 26①(2)设经过t时间二者第一次相距最远，若两卫星同向运转，此时a比b多转半圈，即1——C二工解得t=“5TJb②TaTb2Tb-Ta这段时间a经过的周期数为n二上-③Ta由①②③可得n二甲2若两卫星反向运转，(2IL+2IL)t=n④这段时间a经过的周期数为n‘二上-⑤Ta由①④⑤得n’二上^故答案为(1)TjT=l：2,2(2)出产或呼2【点评】本题既可应用万有引力提供向心力求解，也可应用开普勒行星运动定律求解，以后者较为方便，两卫星何时相距最远的求解，要分同向运转与反向运转两种情形，用到的数学变换相对较多，增加了本题难度．.(2016?镇江学业考试)小明从坡顶处以v°=6m/s的初速度沿直线坡道骑车到达坡底(此过程可视为匀变速直线运动)，测得他到达坡底时的速度为v=10m/s,所用时间t=4s,坡顶与坡底的高度差h=10m,小明和车总质量M=90kg.重力加速度g取10m/s2.(1)小明下坡时的加速度；(2)坡道的长度；(3)此过程中小明和车所受重力做功的平均功率.【分析(1)由加速度公式求得加速度；(2)由速度位移公式求得位移；(3)根据W二mgh求得重力做功，根据P二世求得平均功率t解：⑴由加速度公式,合得：a合^呼加三心(2)由速度位移公式相R机力，解得x=32m(3)由功率公式P二一?得P=『里平斗=225盘答：(1)小明下坡时的加速度为1m/s2；(2)坡道的长度为32m；(3)此过程中小明和车所受重力做功的平均功率为2250W【点评】本题主要考查了匀变速直线运动的基本公式的应用，在求平均功率时先求重力再4s内所做功即可.(2017?泰州学业考试)为了研究过山车的原理，某兴趣小组提出了下列设想：取一个与水平方向夹角为37°、长为l=的粗糙倾斜轨道AB,通过水平轨道BC与半径为R=的竖直圆轨道相连，出口为水平轨道DE,整个轨道除AB段以外都是光滑的.其中AB与BC轨道以微小圆弧相接，如图所示.一个质量m=1kg小物块以初速度v0=s从A点沿倾斜轨道滑下，小物块到达C点时速度vc=s.取g=10m/s2,sin37°二,cos37°二.(1)求小物块到达C点时对圆轨道压力的大小；(2)求小物块从A到B运动过程中摩擦力所做的功；(3)为了使小物块不离开轨道，并从轨道DE滑出，求竖直圆弧轨道的半径应满足什么条件？【分析(1)小物块做圆周运动，根据牛顿第二定律可求得支持力大小，再由牛顿第三定律可求得小物块对轨道的压力大小；(2)对AC过程由动能定理可求得摩擦力所做的功；(3)根据临界条件以及牛顿第二定律可求得速度范围；再由机械能守恒定律可求得半径的范围．【解答】解：(1)设小物块到达C点时受到圆轨道的支持力大小为N,根据牛顿第二定律有，解得：N=90N根据牛顿第三定律得，小物块对圆轨道压力的大小为90N(2)物块从A到C的过程中，根据动能定理有:mglsin37°+Wf=-jUnv2-_LmvA2解得W二-f2(3)设物块进入圆轨道到达最高点时速度大小为V」根据牛顿第二定律有：N+幅二啧，物块从圆轨道最低点到最高点的过程中，根据机械能守恒定律有：A-mv2=_l_mv2+2mgR2。2解得RW答：(1)小物块到达C点时对圆轨道压力的大小为90N；(2)小物块从A到B运动过程中摩擦力所做的功为-；(3)为了使小物块不离开轨道，并从轨道DE滑出，求竖直圆弧轨道的半径应满足RW.【点评】本题考查动能定理以及向心力公式的应用，要注意明确对于不涉及时间的力学问题可以优先利用功能关系，如动能定理和机械能守恒定律进行分析求解；本题还要注意临界条件的应用，明确物体能越过最高点的条件．.(2017?大连学业考试)如图所示，半径R二的光滑半圆环轨道处于竖直平面内，半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点A.一质量m=的小球，以初速度v°=s在水平地面上向左作加速度a=&的匀减速直线运动，运动L二后，冲上竖直半圆环，最后小球落在C点.求：(1)物体运动至M点时的速度大小二(2)小球经过B点时对轨道的压力大小［(3)A、C间的距离d.(取重力加速度=10m/s)【分析】要求AC之间的距离应该首先判定物体能否到3达点，故应该先求出物体到达点的最小速度，然后根据动能定理求出物体实际到达B点时的速度，由于实际速度大于最小速度，故物体到达B后做平抛运动，最后根据平抛运动的规律求出物体在平抛过程当中水平向的位移【解答】解：(1)小球向左运动的过程中小球做匀减速直线运动，故有：vA2-v02=-2as解得VA=,vp^=5m/s(2)如果小球能够到达B点，则在B点的最小速度vmin,故有mg=m¥^_解得vmin=2m/s而小球从A到B的过程中根据机械能守恒可得：mgh+i-mvB2=_l.mvA2解得vB=3m/s由于VB>vmin故小球能够到达B点，且从B点作平抛运动，由牛顿第二定律可知，F-mg=m23lR解得：F=mg+m^_=1+=；(3)在竖直方向有：2R=±gt2；在水平方向有sAC=vBt解得：s=AC故AC间的距离为；答：(1)小球到达A点的速度为5m/s；(2)速度大小为3m/s；(3)AC间的距离为.【点评】解决多过程问题首先要理清物理过程，然后根据物体受力情况确定物体运动过程中所遵循的物理规律进行求解；小球能否到达最高点，这是我们必须要进行判定的，因为只有如此才能确定小球在返回地面过程中所遵循的物理规律．(2017?大连学业考试)半径为R,内径很小的光滑半圆管竖直放置，质量为m的小球A以一定初速度进入管内，通过最高点C时的速度大小为v,求：A求进入半圆管最低点时的速度v0的大小；(2)小球落地点距半圆管最低点的水平距离.【分析(1)A在半圆形管道内运动的过程中，机械能守恒，据此列式可求缺球刚进入半圆管的速度；A物体离开C点后做平抛运动，利用平抛运动的知识即可求得A球落地点距半圆管最低点的水平距离.【解答】解：(1)A球在半圆管道内运动的过程中，机械能守恒，则有：解得：力二月R：/(2)离开C点后做平抛运动，设运动时间为t,有：2R=/士，得:t=2A则水平