【知识点解析】
1. 物理学中的曲线运动:曲线运动是物体的运动轨迹为曲线的运动,其特征是速度方向时刻在改变,因此做曲线运动的物体速度一定在变化,选项D正确。加速度、合外力以及动能是否变化取决于具体运动情况。
2. 动能定理与功的计算:质量为1kg的物体被人匀加速提升1m,末速度为2m/s。根据动能定理,合外力对物体做的功等于动能的增加。拉力做正功,重力做负功。B选项错误是因为合外力对物体做功应该是动能的增量,即ΔK=1/2mv^2,而非12J。
3. 机械能守恒定律:机械能守恒条件是在只有保守力(如重力、弹簧力)作用或系统内力作用下,没有外力或非保守力做功。ABD满足条件,C中降落伞匀速下降,有空气阻力做负功,故不满足机械能守恒。
4. 牵引力和功率的关系:载重汽车上坡,换低速挡是为了增大牵引力,同时由于功率P=Fv不变,速度减小,牵引力F会增大,所以选择B。
5. 地球质量的计算:利用地球表面物体的重力等于地球引力,可得M=gr^2/G,其中r为地球半径,g为重力加速度,G为万有引力常量。根据给定数据,地球质量大约是10^24kg。
6. 小船渡河问题:最短渡河时间对应于船头垂直河岸,与水速无关;最短渡河位移则需要考虑船速与水速的合速度,一般情况下不等于河宽d。D选项错误。
7. 汽车转弯与惯性:车辆转弯时,乘客会受到离心力的作用,站立乘客更易因向外侧倾倒,因此提醒乘客拉好扶手。
8. 滑轮问题:汽车甲拉汽车乙前进,由于绳子的长度不变,速度之比等于垂直绳子方向的速度分量之比,即v1:v2=sinβ:1。
9. 平抛运动:当水平和竖直分位移相等时,时间t=v0/g,此时竖直分速度为水平分速度的两倍,瞬时速度为√(v0^2 + (2v0)^2),位移大小为√(2v0t)^2 + (v0t)^2。
10. 圆周运动比较:角速度与线速度的关系为v=rω,加速度a=v^2/r,周期T=2π/ω。根据题目比例关系,轨道半径之比为线速度之比的平方除以角速度之比的平方,即2:9;加速度之比为线速度之比除以半径之比,即2:3;周期之比为角速度之比的倒数,即1:3。
11. 竖直上抛与竖直下抛:两球初始高度相同,质量相等,因此它们的加速度都是g,B正确。落地速度不同,因为竖直下抛的物体具有初始向下的速度,D错误,两球位移相同,A正确。
12. 人造卫星轨道变化:从圆轨道进入椭圆轨道需在近地点加速,A正确;从椭圆轨道进入圆轨道需在远地点减速,B正确;在椭圆轨道上的加速度不等于圆轨道上的加速度,因为轨道形状不同,C错误;在椭圆轨道上,b点速度大于a点速度,D正确。
【总结】
本试题涵盖了高中物理中的多个重要概念,包括曲线运动、动能定理、机械能守恒、牛顿第二定律的应用、动力学问题、圆周运动、平抛运动、摆动运动以及天体运动等知识点。这些内容是物理学基础部分的核心,对于理解和解决实际问题具有重要意义。