【知识点详解】
1. 曲线运动的条件:物体做曲线运动的条件是物体所受合力的方向与物体的运动方向不在同一直线上。这表明,无论是恒力还是变力,只要合力方向与速度方向不一致,物体就会做曲线运动。选项D正确地阐述了这一点。
2. 风洞实验与力学平衡:在风洞实验中,小球静止在A点,说明它处于力的平衡状态。根据题目描述,可以列出力的平衡方程来求解拉力和风力的大小。题目提到细线与竖直方向夹角为,可以推断出细线上的拉力和风力的垂直分量。通过计算,选项B正确给出了风力大小为6N,而选项C正确计算出常数k的值。
3. 自动驾驶与运动学:根据题目给出的汽车刹车速度变化图,可以利用运动学公式计算出汽车在特定时间内的位移。刹车后2s时,可以通过积分速度图得到这段时间内的平均速度,进而得出位移。选项A给出了正确的位移值10m。
4. 斜面上的力学问题:对于两种不同的连接方式(弹簧和杆),在突然撤去挡板的瞬间,可以应用牛顿第二定律分析物体的加速度。图甲中,A球会沿斜面向下加速,B球由于弹簧的作用可能不会加速;图乙中,由于杆的约束,A、B两球将一起加速。因此,图甲中B球的加速度为0,而图乙中A、B两球的加速度都为0。选项B和C正确。
5. 行星减速机的工作原理:行星减速机中,不同部位的角速度、转速和周期可以通过齿轮的几何关系和运动学原理来确定。A点与B点的角速度确实相同,因为它们都在同一个行星轮上;A点与C点的角速度之比为3:1,因为太阳轮和齿圈的半径之比为2:1;B点与C点的转速之比是它们所在圆周长的反比,即4:1;A点与C点的周期之比等于半径的倒数比,即2:1。所有选项都是正确的。
6. 火星车的向心力:计算火星车随火星自转所需的向心力,需要用到火星的自转周期、火星表面的重力加速度以及火星车的质量。根据公式,可以算出向心力大约为30N,选项B正确。
7. 物资运送问题:当物资被缓慢拉动时,系统保持平衡,工作人员手中的绳子上的拉力会随着物资位置的变化而变化,因此A选项错误;工作人员受到的地面支持力会随绳子张力的变化而变化,因此B选项错误;工作人员和居民受到的摩擦力始终相等,因为系统内力平衡,所以C选项正确;居民受到的摩擦力保持不变,因为拉力始终水平且恒定,故D选项错误。
8. 传送带问题:物块在传送带上运动涉及摩擦力和相对速度,要分别考虑物块的加速和减速过程。物块先减速到与传送带速度相同,然后在摩擦力作用下沿传送带反向加速。分析可知,物块的加速度先是8m/s²的减速,然后是4m/s²的加速;物块返回A点的时间与划痕长度有关,需要计算物块相对传送带的位移。C选项给出了正确的划痕长度2m,而A、B、D选项的表述都有误。
这些物理试题涵盖了曲线运动条件、力学平衡、运动学、机械传动、天体物理学、摩擦力以及动力学等多个知识点,涉及了牛顿定律、圆周运动、能量转换、动力学分析等多个方面。