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2.如圖所示,螺旋形光滑軌道豎直放置,P、Q為對應的軌道最高點,一個小球以一定速度沿軌道切線方向進入軌道,且能過軌道最高點P,則下列說法中正確的是( 。
A.軌道對小球做正功,小球的線速度vP>vQ
B.軌道對小球做負功,小球的角速度ωP<ωQ
C.小球的向心加速度aP<aQ
D.軌道對小球的壓力FP<FQ

分析 小球沿豎直放置的螺旋形光滑軌道運動,軌跡半徑越來越小,做近心運動.由于支持力始終與速度方向垂直,所以支持力不做功,僅有重力做功下,小球的機械能守恒.再由向心力公式結合牛頓第二定律,可以確定小球的線速度、角速度、向心加速度及對軌道的壓力大。

解答 解:A、由于支持力始終與速度方向垂直,所以支持力不做功即軌道對小球不做功,僅有重力做功,小球機械能守恒.則P點的線速度小于Q點線速度,且P點的半徑大于Q點的半徑.所以小球通過P點的角速度小于通過Q點的.故A錯誤;B錯誤;
C、由于支持力始終與速度方向垂直,所以支持力不做功即軌道對小球不做功,僅有重力做功,小球機械能守恒.則P點的速度小于Q點速度,且P點的半徑大于Q點的半徑.所以小球在P點的向心加速度小于Q點的,故C正確;
D、由于支持力始終與速度方向垂直,所以支持力不做功即軌道對小球不做功,僅有重力做功,小球機械能守恒.則P點的速度小于Q點速度,且P點的半徑大于Q點的半徑.所以小球在P點的向心加速度小于Q點的,則小球在P點的向心力小于Q點的,而向心力是由重力與軌道對它的支持力提供,因此小球在P點的支持力小于Q點的,即小球對軌道的壓力P點小于Q點的.故D正確;
故選:CD

點評 小球在豎直放置的螺旋形軌道運動,速度時大時小,原因是動能與重力勢能在相互轉化.當在水平放置的光滑的螺旋形軌道運動時,由于支持力始終不做功,因此速度大小不變,隨著軌跡半徑越來越小,導致小球的角速度越來越大,轉動的越來越快.

練習冊系列答案
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12.自由落體運動是一種( 。
A.勻速直線運動B.曲線運動
C.初速度為零的勻加速直線運動D.初速度為零的變加速直線運動

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13.如圖所示,a、b為豎直方向上的電場線上的兩點,一帶電質點在a由靜止釋放,沿電場線方向向上運動,到b點速度恰好為零,下列說法中正確的是( 。
A.帶電質點在a、b兩點所受的電場力都是豎直向上的
B.a點的電場強度等于b點的電場強度
C.帶電質點在a點的電勢能比在b點的電勢能大
D.a點電勢比b點的電勢高

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10.頻閃攝影是研究變速運動常用的實驗手段.在暗室中,照相機的快門處于常開狀態(tài),頻閃儀每隔一定時間發(fā)出一次短暫的強烈閃光,照亮運動的物體,于是膠片上記錄了物體在幾個閃光時刻的位置.圖是小球自由下落時的頻閃照片,頻閃儀每隔0.04s閃光一次.通過這幅照片測量自由落體運動的加速度是10m/s2

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17.如圖,一只靜止在平靜的水面上的小船,船分前后兩艙,前艙有一臺抽水機,不計船受到的阻力,且不討論剛開始抽水和剛停止抽水時的情況,則抽水機從前艙把水抽往后艙時,船的運動情況是向前勻速運動(填寫向哪個方向運動,是勻速運動,還是變速運動.以下同).如果前后兩艙互相連通,抽水時船的運動情況是靜止,如果抽水機把水抽到船尾以外,抽水時,船的運動情況向前勻速運動.

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7.用功率P0=3π的光源,照射離光源r=5m處的某塊金屬的薄片.已知光源發(fā)出的是波長λ=663nm的單色光,普朗克常量h=6.63×10-34J•s.
(1)1s內該金屬板1m2面積上接受的光能為0.03J.
(2)1s內打到金屬板1m2面積上的光子數為1017個.

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14.關于位移和路程,下述說法正確的是(  )
A.位移的大小與路程相等,只是位移有方向
B.位移大小一定比路程小
C.位移用來描述直線運動,路程用來描述曲線運動
D.位移取決于物體始末位置間的距離和方向

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11.質點沿直線從A運動到B,通過AB中點前的平均速度為2m/s,通過AB中點后的平均速度為3m/s,全過程中物體的平均速度為(  )
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12.在用重錘自由下落帶動通過打點計時器的紙帶來驗證機械能守恒定律實驗時,某同學按照正確的操作選的紙帶如圖所示,其中“0”是起始點,“1”“2”“3”…“n-1”“n”“n+1”是打點計時器連續(xù)打下的一系列點,打點周期為T,該同學用刻度尺測量點“0”到點“n-1”“n”“n+1”各點的距離分別為hn-1、hn、hn+1,則:

(1)打點“n”時,紙帶運動的速度可表示為$\frac{{h}_{n+1}-{h}_{n-1}}{2T}$.
(2)若重錘的質量為m,利用點“n”進行驗證,只要滿足關系式$\frac{1}{2}m{v}_{n}^{2}$=mghn,就能說明此過程機械能守恒.
(3)若按照正確的操作的都的某條紙帶點“0”與點“1”之間的距離明顯小于2mm,則打點“n”時,紙帶已經運動的時間D.
A.t=nT B.t=(n-a)T C.(n-1)T<t<nT D.nT<t<(n+1)T
能否利用這條紙帶進行驗證不能(填“能”或“不能”)

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