答案解析
1.【解析】選D。由于木塊沿圓弧下滑速率不變,故木塊做勻速圓周運動,存在向心加速度,選項A錯誤;由牛頓第二定律得:F合=ma=m,而v的大小不變,故合外力的大小不變,選項B錯誤;由于木塊在滑動過程中與接觸面的正壓力是變化的,故滑動摩擦力在變化,選項C錯誤;木塊在下滑過程中,速度的大小不變,所以向心加速度的大小不變,方向始終指向圓心,選項D正確。
2.【解析】選C、D。由于質(zhì)點走過的弧長s與運動時間t成正比,質(zhì)點運動的線速度大小不變,選項A錯誤;由于螺旋線的曲率半徑r越來越小,由向心加速度公式a=可知向心加速度越來越大,所受合外力越來越大,選項B錯誤、D正確;由角速度公式ω=可知角速度越來越大,選項C正確。
3.【解析】選A。若拉力突然消失,則小球沿著P點處的切線做勻速直線運動,選項A正確;若拉力突然變小,則小球做離心運動,但由于力與速度有一定的夾角,故小球做曲線運動,選項B、D錯誤;若拉力突然變大,則小球做近心運動,不會沿軌跡Pb做離心運動,選項C錯誤。
4.【解析】選C。小球受重力和桿的作用力如圖所示:
小球做勻速圓周運動,由牛頓第二定律得:F向=mω2R,故F==,選項C正確。
5.【解析】選C、D。小球在最高點時剛好不脫離圓環(huán),則圓環(huán)剛好對小球沒有作
用力,小球只受重力,重力豎直向下提供向心力,選項A、B錯誤;根據(jù)牛頓第二定律得mg=ma,解得小球的向心加速度大小為a=g,選項D正確;由a=得v=,選項C正確。
6.【解析】選C。前進速度即為Ⅲ輪的線速度,由同一個輪上的角速度相等,同一皮帶傳動的兩輪邊緣的線速度相等可得ω1r1=ω2r2,ω3=ω2,再有ω1=2πn,v=
ω3r3,所以v=,選項C正確。
【總結(jié)提升】傳動問題的解題技巧
(1)明確皮帶傳動和輪軸的特點。
(2)清楚線速度、角速度、向心加速度與半徑的關(guān)系,從而能熟練地運用在線速度或角速度相等時,角速度、線速度、加速度與半徑的比值關(guān)系。
(3)同轉(zhuǎn)軸上各點ω相同,而線速度v=ωr與半徑成正比。
(4)不考慮皮帶打滑的情況,兩輪邊緣的各點線速度大小相等,而角速度ω=與半徑成反比。另外,由v、T、f、ω之間的關(guān)系,向心加速度的表達(dá)式an==ω2r=ωv=r=4π2f2r,在應(yīng)用時,要結(jié)合已知條件靈活運用。
7.【解析】選B、D。當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速加快到兩物體剛要發(fā)生滑動時,A物體靠細(xì)線的拉力與圓盤的最大靜摩擦力的合力提供向心力做勻速圓周運動,所以燒斷細(xì)線后,A所受最大靜摩擦力不足以提供其做圓周運動所需要的向心力,A要發(fā)生相對滑動,但是B仍保持相對圓盤靜止?fàn)顟B(tài),故A、C選項錯誤,D選項正確;而且由于沒有了細(xì)線的拉力,B受靜摩擦力減小,B選項正確。
8.【解析】選A。飛機在A點和B點時受力情況相同,即FNA=FNB,在A點對飛行員由牛頓第二定律得FNA+mg=m,解得FNA=m-mg;飛機在C點和D點時受力情況相同,即FNC=FND,在C點對飛行員由牛頓第二定律得FNC-mg=m,解得FNC=m+mg,故
FNA=FNB,細(xì)桿的作用力為拉力,如果v<,細(xì)桿的作用力為推力,小球在最低點Q時受到細(xì)桿的拉力作用,選項D錯誤。