【知识点详解】
1. **静摩擦力与斜面倾角的关系**:题目中提到的物理问题涉及到静摩擦力。静摩擦力是阻止物体相对静止的力,其大小与斜面倾角α有关。根据摩擦力公式f=μN,其中μ是动摩擦因数,N是正压力。在静止状态下,物块M受到的正压力N等于物块的重力分量,即N=Mgcosα。因此,如果物块M保持静止,斜面倾角α增大,正压力N减小,摩擦力f也随之减小。选项B正确。
2. **人造地球卫星的运动特性**:根据万有引力提供向心力的原理,卫星的速度v、加速度a和周期T都与轨道半径r有关。离地面高度为地球半径的卫星轨道半径是地面轨道半径的2倍。所以,根据开普勒第三定律,其周期是地面轨道周期的√8倍,加速度是地面轨道加速度的1/4,速度是地面轨道速度的√2倍。选项B和C正确,A和D错误。
3. **惯性参考系中的运动分析**:小车突然停止,小球由于惯性会继续向前运动,形成一个向上的弧线。小球在圆桶中上升的高度取决于小球的初速度和圆桶的半径R。因此,小球可能上升的高度可以等于R、大于R或小于R,但不可能等于2R,因为这将意味着小球完全飞出圆桶。选项D正确。
4. **地球自转与物体运动**:地球赤道上的山丘e、近地资源卫星p和同步通信卫星q的运动受到地球自转的影响。由于角速度相同,v=wr,近地卫星p的轨道半径较小,所以其线速度v2最大;同步卫星q的轨道半径大于山丘e,因此其线速度v3小于e。同样,根据向心加速度a=rω^2,山丘e的向心加速度a1最大。选项B正确,A和C错误。
5. **碰撞和动量守恒**:两个小球A和B的碰撞过程符合动量守恒定律。如果它们在第一次落地前不相碰,由于速度和动量反向的关系,它们之后也不会相碰。选项B正确。
6. **圆周运动中的最小速度**:小球在光滑圆形管道内做圆周运动,能够通过最高点的最小速度为v=√(gR),此时重力刚好提供向心力。当速度大于这个最小速度时,小球对管道壁会有作用力。选项A错误,B正确,D错误。
7. **汽车上坡与下坡的动力学分析**:汽车匀速上坡和下坡,功率P不变,根据功率公式P=Fv,F为牵引力。上坡时牵引力需要克服重力分量和摩擦力,下坡时重力分量变为助力。由功率不变可得,下坡时的牵引力小于上坡,所以摩擦力因数μ=mg/(3v*sinθ)-g/tanθ,解得μ=2tanθ/3。选项B正确。
8. **能量转化与摩擦力**:小物块A在传送带上通过相对滑动产生的热量Q等于摩擦力乘以相对位移,即Q=μmgs,其中s是相对位移,等于传送带长度。选项B正确。
9. **圆周运动中的能量变化**:小球在最低点时绳子张力为7mg,说明小球在最高点时需要的向心力至少是mg。从最低点到最高点,小球的动能减少,势能增加,同时克服空气阻力做功W。由能量守恒得mgR=mgR/2+W,解得W=mgR/4。选项A正确。
10. **弹性势能与摩擦力做功**:弹簧压缩过程中储存的弹性势能E_p=kx^2/2,x为压缩量。撤去F后,物体的初动能等于弹簧的势能,物体最终静止,动能全部转化为摩擦热。由能量守恒可得,物体的最大位移x_f=4,因此摩擦力做功W_f=μmgx_f。选项D正确。
11. **打点计时器实验**:打点计时器实验常用于研究物体的运动规律,通过测量计数点间的距离和时间间隔,可以计算出物体的速度和加速度。具体分析涉及纸带数据分析方法,包括平均速度的计算、加速度的确定等。
这些题目涵盖了静摩擦力、万有引力、圆周运动、动量守恒、能量守恒、动力学应用等多个物理概念,是高三物理学习的重要知识点。