【知识点详解】
1. 曲线运动:曲线运动是指物体的运动轨迹为曲线的运动,其本质是物体的速度方向在不断改变。做曲线运动的物体,速度方向必定变化,因此选项A正确。曲线运动并不一定意味着加速度恒定或变化,这取决于导致曲线运动的力的性质。
2. 匀速圆周运动:匀速圆周运动是一种特殊的曲线运动,物体的速度大小保持不变,但方向始终指向圆心,所以它不是匀变速运动,因为加速度的方向在不断变化。选项B错误,C正确,因为匀速圆周运动的向心力是唯一作用力,D错误,加速度虽然变化,但并非必定是曲线运动。
3. 离心运动:离心运动是当物体受到的向心力不足以维持其做圆周运动时,会偏离原来运动轨迹的现象。选项A描述的轨道设计是为了防止离心运动的发生;B和C都是限制离心运动的例子;选项D,洗衣机的脱水工作就是利用离心力将水分甩出。
4. 抛体运动:蜘蛛跳跃问题涉及抛体运动的分析。要使蜘蛛能到达蛛丝AB,需要计算最小的初速度v0。根据平抛运动的规律,水平位移和垂直位移的公式可以联立解得v0,这里需要考虑抛出点的高度和角度。
5. 微重力环境:在微重力环境下,物体仍受重力影响,只是这个力非常小,看起来像是失重。选项A错误,物体间的摩擦力依然存在;B错误,物体仍受重力;C正确,胡克定律关于弹性力与形变的关系依然有效;D错误,牛顿第二定律依然适用于描述物体的运动。
6. 功率计算:王小虎上楼克服重力做功,功率等于功除以时间。假设他的体重为m,每层楼高h,功率P=mgh/t,可以根据选项进行估算,一般人的爬楼功率在几十到几百瓦之间。
7. 摩擦力和能量守恒:滑雪运动员匀速下滑,说明重力势能转化为动能,但因为是匀速,动能不变,所以重力势能减小。选项A错误,运动员的重力势能减小;B和C错误,机械能没有增加也没有保持不变,因为摩擦力做负功,部分机械能转化为内能;D正确,运动员的合力做功为零,因为其速度不变。
8. 小船过河问题:小船过河的实际航线取决于水流速度和船相对水的速度。正确选项应考虑这两个因素的影响,以及航行角和水流角的关系。
9. 地球自转:地球上的物体自转时,无论在何处,角速度相同,但线速度和向心加速度与距离地轴的距离有关,越远离地轴,线速度越大,向心加速度也越大。因此,选项B和C正确。
10. 同步卫星轨道:同步卫星的轨道半径可以通过开普勒第三定律推导,其中a是半长轴,b是周期,c是加速度的平方,对应地球表面的重力加速度。因此,选项D正确。
11. 轻绳与滑轮问题:小球B和物块A组成的系统中,系统的机械能守恒。由于绳子是轻质的,因此B减少的势能等于A增加的动能。选项C正确,如果绳子与杆的夹角为θ,物块A和小球B的速度关系为vA = vBsinθ,因为绳子是直的,所以vBcosθ = vAsinθ,无法直接得出vA = vBcosθ或vB = vAcosθ,选项A和B错误。
12. 匀速圆周运动的摩擦力:在圆盘上,A和B受到的向心力相等,但由于B还要克服与圆盘的摩擦力,所以B的向心力比A的大。选项A错误,B正确。两者都有向外滑动的趋势,选项C正确。如果B先滑动,表明μB<μA,选项D正确。
实验题13:动能定理验证实验
(1) 实验还需要的器材包括打点计时器、纸带、刻度尺来测量距离和速度。
(2) 实验条件是沙和小桶的总质量远小于滑块的质量,即m<<M,这样可以近似认为滑块所受的拉力等于沙和小桶的重力。首要步骤是平衡摩擦力,使滑块在未挂沙桶时能在倾斜轨道上匀速下滑。
以上是针对题目中涉及的物理知识点的详细解释,涵盖了曲线运动、匀速圆周运动、离心运动、抛体运动、微重力环境、功率计算、摩擦力、能量守恒、小船过河问题、地球自转、同步卫星轨道、轻绳与滑轮问题以及匀速圆周运动的摩擦力等多个方面的内容。