【知识点详解】
1. 曲线运动:题目中提到质点做曲线运动,这涉及到物理学中的运动学概念。曲线运动可以分为匀速曲线运动(如匀速圆周运动)和非匀速曲线运动,通常涉及速度、加速度、向心力等概念。题目中的示意图可能考察了加速度的方向是否指向曲线的内侧。
2. 引力常量的测量:科学家卡文迪许通过扭秤实验首次精确测出了万有引力常量G,这是牛顿万有引力定律的重要补充。
3. 运动合成:两个互相垂直的运动合成可以形成直线运动或曲线运动。如果一个分运动是匀速直线运动,另一个分运动是匀变速直线运动,那么合运动可能是曲线运动,因为两个分加速度不平行,所以合加速度与合速度不在同一直线上。
4. 力的作用与运动:当物体受到两个垂直的恒力作用,由静止开始运动,撤去其中一个力后,物体将沿着剩余力的方向做加速度不变的曲线运动,因为初始速度方向与剩余力方向不在同一直线上。
5. 匀速圆周运动的受力分析:物体在圆周运动中受到向心力的作用,这个力可以分解为支持力和摩擦力。题目中物块A随圆盘做匀速圆周运动,其受到重力、支持力和指向圆心的摩擦力。
6. 竖直平面内的圆周运动:轻质杆OA上的小球在最高点时,杆提供了一个向下的拉力(或压力)以平衡向心力。根据向心力公式,可以计算出杆提供的力,从而确定答案。
7. 星球重力加速度的计算:星球表面的重力加速度与星球的质量和半径有关,而星球的质量与其密度和体积成正比。如果星球密度与地球相同,半径是地球的两倍,那么其表面重力加速度是地球的1/2倍。
8. 同步卫星的特点:同步卫星的周期必须与地球自转周期相同,因此所有同步卫星的周期都是24小时,且只能定点在赤道上方特定高度,不能经过地球任何特定地点的正上空。
9. 自行车传动原理:自行车的传动涉及到齿轮和轮缘的线速度、角速度的关系。根据角速度和线速度的定义,可以判断AB轮的角速度不同,但A、B轮边缘线速度相同;B、C轮边缘线速度不同,但它们的向心加速度相同。
10. 卫星轨道速度的计算:根据开普勒第三定律和卫星运动的线速度与轨道半径的关系,可以计算出中轨道卫星相对于地球的运行速度。
11. 地球卫星轨道:地球同步卫星的轨道位于赤道平面,而其他轨道可以是倾斜的。因此,卫星的轨道可能是a或b,但不可能是c,因为同步卫星必须在赤道平面内。
12. 平抛运动:平抛运动是初速度水平的抛体运动,其水平距离和飞行时间取决于初速度和抛出高度。根据平抛运动的公式,可以计算出小球的飞行时间。
13. 抛体运动的碰撞:质点垂直撞击斜面,其飞行时间由水平位移和初速度的水平分量决定。利用三角函数可以解出飞行时间。
14. 人造地球卫星的运动特性:卫星的向心力由地球引力提供,与卫星质量成正比;周期与轨道半径的三次方根成正比;加速度与轨道半径的平方成反比;线速度与轨道半径的平方根成正比。根据这些关系,可以分析选项。
15. 小球在圆轨中的运动:小球在光滑圆轨内运动,只受重力作用,其在最高点的速度决定了它能否完成圆周运动。当速度足够大时,小球才能通过最高点。
以上是对试题中涉及的物理知识点的详细解析,涵盖了运动学、力学、天体物理学等多个方面。