内容正文:
专题01 力与运动
匀变速直线运动
1. (2025连云港一模)如图是一个小球沿竖直方向运动时的频闪照片,由照片可知( )
A. 小球正在上升 B. 小球正在下降
C. 小球处于失重状态 D. 小球处于超重状态
【答案】C
【解析】球做竖直上抛运动时,到达最高点返回时运动具有对称性,从该点上升的时间和返回的时间相同,在该点速度大小相等,因此无法判断球是上升还是下降,球运动过程中只受重力作用,因此其加速度竖直向下,大小为g,处于失重状态。
故选C。
2. (2025淮安市一模)某质点在0~4s内运动的位移x随时间t的变化关系图像如图所示,下列说法正确的( )
A. 第4s末质点回到出发点 B. 前4s内质点做单方向直线运动
C. 第1s内质点做匀加速直线运动 D. 第1s、第2s内质点速度相同
【答案】A
【解析】A.第4s末质点与出发点的位置相同,所以回到出发点,故A正确;
B.前4s内质点做往复运动,故B错误;
C.图像的斜率表示速度,第1s内质点做匀速直线运动,故C错误;
D.第1s、第2s内质点速度方向相反,故D错误。
故选A。
受力分析
1. (2025连云港一模)如图所示,负重的机器狗静立在水平地面上,总重力为。下列说法不正确的是( )
A. 机器狗所受的合力为零
B. 机器狗每条腿受到地面的支持力大小为
C. 货物对机器狗的作用力小于机器狗对货物的作用力
D. 货物对机器狗的作用力等于机器狗对货物的作用力
【答案】C
【解析】A.机器狗处于静止状态,所受的合力为零,故A正确,不满足题意要求;
B.以机器狗为对象,根据平衡条件可得
解得机器狗每条腿受到地面的支持力大小为
故B正确,不满足题意要求;
CD.货物对机器狗的作用力与机器狗对货物的作用力是一对相互作用力,大小总是相等,故C错误,满足题意要求;D正确,不满足题意要求。
故选C。
2. (2025南京、盐城一模)如图所示,水平地面上固定有两个相同的倾角θ=37°的斜面体(顶端固定有小滑轮),两滑轮间的距离d=12cm。两根等长的细线绕过滑轮,一端与放在斜面上的质量均为M=5kg的物块相连,另一端与质量m=3kg的小球连接。初始时刻,用手竖直向下拉住小球,使系统保持静止,此时两细线与竖直方向间的夹角均为α=37°,松手后,小球将在竖直方向上运动。忽略一切摩擦,取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)开始时手对小球的拉力大小F;
(2)小球能够上升的最大高度h;
(3)小球回到初始位置时的加速度大小a。
【答案】(1)18N (2)8cm
(3)m/s2
【小问1解析】
初始时刻系统静止,对物块T =Mgsinθ=30N
假设F方向向下,对小球
解得F=18N
小问2解析】
小球上升到最大高度时,系统的动能为0。设此时连接小球的细线与竖直方向间的夹角为β。对系统
解得β 90°
可见小球上升到最大高度时绳子水平,小球上升的最大高度为h=8cm
【小问3解析】
对物块Mg sin- T1 = MaM
对小球2T1cos- mg =ma
加速度关系aM = a cosα
联立方程解得m/s2
3. (2025淮安市一模)手握手机使其处于图示的倾斜静止状态。手握得越紧,手机受到手的( )
A. 弹力越大 B. 弹力越小
C. 摩擦力越大 D. 摩擦力保持不变
【答案】D
【解析】设手机与水平方向的夹角为θ,则
所以手握得越紧,手机受到手的弹力、摩擦力均不变。
故选D。
牛顿运动定律
1. (2025连云港一模)如图所示,质量均为的物块A、B并排放在光滑水平面上,A上固定一竖直轻杆,轻杆上端的点系一长为的细线,细线另一端系一质量为的球C,整个系统处于静止状态。现给球C一个水平向右的初速度,式中为重力加速度,不计空气阻力。求:
(1)此时细线对球C的拉力大小;
(2)球C向右摆动过程中,上升的最大高度;
(3)球C摆到杆左侧,离杆最远时的速度大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【小问1解析】
根据牛顿第二定律得
解得
【小问2解析】
球C向右上升到最大高度时,球C与木块A、B三者具有共同速度,根据动量守恒定律与系统机械能守恒定律可得,
代入数据解得
【小问3解析】
球再次回到最低点时,A、B具有共同速度,球C的速度为,根据动量守恒定律与系统机械能守恒定律可得,
解得
球摆到杆左侧,离杆最远时,球与木块具有共同速度,根据动量守恒定律可
代入数据可得
2. (2025南京、盐城一模)某同学利用如图甲所示的实验装置和若干质量为m0的钩码来测量当地的重力加速度和待测物(带有挡光片)的质量,实验操作如下:
①用游标卡尺测量挡光片的挡光宽度d;
②调节配重物的质量,向下轻拉配重物后释放,当配重物能够匀速向下运动时,可认为配重物质量与待测物质量相等;
③将待测物压在地面上,保持系统静止,测量出挡光片到光电门的距离h;
④在配重物下端挂1只钩码,释放待测物,测量挡光时间为Δt,可得加速度a;
⑤依次增加钩码数量n,由相同位置静止释放待测物,测量Δt并得到对应的加速度a。根据以上实验步骤,回答以下问题:
(1)游标卡尺的示数如图乙所示,挡光片的宽度d = ____ mm。
(2)加速度a的表达式为 ____(用d、h和Δt表示)
(3)该同学作“”图像,若所作图像斜率为k,纵截距为b,则当地重力加速度为____,待测物质量为____。(选用k、b、m0表示)
(4)实际中滑轮存在着摩擦阻力,若认为该阻力大小恒定,则请判断在上面测量方法中该阻力是否对重力加速度的测量值引起误差,并请简要说明理由。____
【答案】(1)4.80
(2)
(3) ① ②.
(4)该阻力不会对重力加速度的测量值引起误差。
理由如下:根据牛顿第二定律可得,可见图像的纵截距与阻力无关
【小问1解析】
挡光片的宽度d =4mm+0.05mm×16=4.80 mm。
【小问2解析】
根据
其中
解得
【小问3解析】
[1][2]由题意可知待测物的质量等于配重物的质量,设为M,则根据牛顿第二定律
其中
可得
可知,
解得,
【小问4解析】
该阻力不会对重力加速度的测量值引起误差。
理由如下:若考虑阻力,则可将阻力等效为加在待测物上的质量为的物体,则根据牛顿第二定律
可得
可见图像的纵截距与阻力无关。
3. (2025苏锡常镇四市一调)某科技小组利用弹性绳网模拟火箭回收。如图所示,“口”字形的绳网四个角各用一根弹性绳索拉住,绳索另一端固定在立柱上。将火箭模型从某高处释放,在接触绳网后下降直至最低点的过程中,下列说法中正确的是( )
A. 火箭模型接触绳网立即减速 B. 火箭模型在最低点所受合力为0
C. 火箭模型接触绳网后先失重后超重 D. 绳网对火箭模型先做正功后做负功
【答案】C
【解析】A.火箭模型接触绳网时重力大于弹力,继续向下加速,故A错误;
B.火箭模型在最低点弹力大于重力,所受合力向上,故B错误;
C.火箭模型接触绳网后先向下加速,后向下减速,所以先失重后超重,故C正确;
D.绳网对火箭模型的力始终向上,接触绳网后下降直至最低点的过程中,在一直做负功,故D错误。
故选C。
4. (2025南航苏附一模)如图所示,截面为等腰三角形的楔形木块ABC固定在水平地面上,AB面和BC面的粗糙程度处处相同。一小物块以初速度v0沿斜面AB向上运动,经时间t0到达顶点B,速度恰好减为零;紧接着小物块由静止开始沿斜面BC下滑。在小物块从A运动到C的过程中,其速度大小v与时间t的关系图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】设物块上滑与下滑加速度大小分别为a1和a2,等腰三角形的底角为α,根据牛顿第二定律得,
解得,
则知
而v-t图像的斜率等于加速度,所以上滑段图线的斜率绝对值大于下滑段图线斜率的绝对值,上滑过程的位移大小等于下滑过程的位移大小,上滑的加速度较大,由知,上滑过程时间较短,因上滑过程中,物块做匀减速运动,下滑过程做匀加速直线运动,两段图像都是直线,由于小物块运动过程中受到滑动摩擦力的作用,所以小物块到达C点的速度小于v0。
故选C。
曲线运动
1. (2025连云港一模)如图所示,摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动。已知座舱的质量为,运动半径为,角速度大小为,重力加速度为,则座舱( )
A. 运动的周期为
B. 线速度大小为
C. 运动至圆心等高处时,所受摩天轮的作用力大于
D. 运动至最低点时,所受摩天轮的作用力大小与最高点的相等
【答案】C
【解析】A.运动的周期为。故A错误;
B.线速度大小为。故B错误;
C.运动至圆心等高处时,由平行四边形定则得座舱所受摩天轮的作用力
大于,故C正确;
D.在最低点
在最高点
显然,则运动至最低点时,所受摩天轮的作用力大小与最高点的不相等。故D错误。
故选C。
2. (2025苏锡常镇四市一调)小明利用某手机软件研究向心加速度,如图1所示。绷紧细线,将手机拉开某一角度后由静止释放,使之绕水平悬梁AB摆动至最低点,细线碰到水平挡杆CD后继续摆动,在手机软件上观察记录细线碰挡杆后瞬间手机的向心加速度大小a,测量手机上边缘到挡杆CD的距离l。改变CD的高度,将手机拉开到同一角度后由静止释放,重复实验。
(1)某次实验测量l时,毫米刻度尺的0刻度对齐挡杆的下边缘,手机上边缘对应刻度尺位置如图2所示,则l=______cm。
(2)已知手机软件的x、y、z三个正方向如图3所示,则小明在该实验中应该读取______(选填“x”、”y”、”z”)轴加速度的数据。
(3)根据得到的数据由电脑描点作出图,数据拟合获得图像及表达式如图4所示,则该图线斜率表示的物理意义为______。
(4)小明认为图像不过原点的原因,是手机加速度传感器位置在手机上边缘的下方某距离所致。根据图4估计该距离约为______cm。
(5)在操作过程中,手机每次拉开的角度都需要与第一次相同,请说明理由。
【答案】(1)36.48
(2)x (3)(碰到挡杆时)速度平方的倒数
(4)1 (5)应使每次碰到挡杆时的速度大小均相同
【小问1解析】
测量手机上边缘到挡杆CD的距离
【小问2解析】
本题研究向心加速度,结合图1可知,手机侧面与细线平行,指向圆心方向,所以小明在该实验中应该读取x轴加速度的数据。
【小问3解析】
根据向心加速度公式
整理得
所以该图线斜率表示的物理意义为(碰到挡杆时)速度平方的倒数
【小问4解析】
由图4数据表达式可知,当时,解得
所以手机加速度传感器位置在手机上边缘的下方约为1cm。
【小问5解析】
在操作过程中,手机每次拉开的角度都需要与第一次相同,因为应使每次碰到挡杆时的速度大小均相同。
3. (2025苏锡常镇四市一调)2024年11月,中国自主研制的歼35A隐形战斗机在珠海航展亮相。表演中战斗机沿着一段圆弧从M到N加速拉升,关于歼35A所受合力的方向,下图中可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】做曲线运动的物体受合外力方向指向轨迹的凹侧,速度方向沿轨迹的切线方向,因加速爬升,则合外力方向与速度方向夹角为锐角。
故选C。
4. (2025淮安市一模)如图所示,半径为R的光滑球形石墩固定不动,质量为m的小物块从石墩的顶点A以初速度沿石墩表面下滑,则( )
A. 越小,分离越早
B. 取适当值,可在球心等高处分离
C. 若,物块在石墩顶点处分离
D. 分离瞬间物块的向心加速度一定等于重力加速度
【答案】C
【解析】C.若物块在石墩顶点位置恰好分离,则有
则有
可知,当物块从石墩的顶点A以初速度大于或等于时,物块在石墩顶点处分离,故C正确;
A.结合上述可知,当速度小于时,物块在石墩顶点下侧某一位置分离,令该位置同圆心连线于竖直方向夹角为,则有
物块从顶点到分离位置,根据动能定理有
解得
可知,当速度小于时,越小,分离越迟,故A错误;
B.结合上述有
若物块在球心等高处分离,则一定等于90° ,可知,上述表达式不可能成立,即物块不可能在球心等高处分离,故B错误;
D.结合上述可知,分离瞬间由重力沿半径方向的分力提供向心力,此时物块的向心加速度一定小于重力加速度,故D错误。
故选C。
6. (2025南航苏附一模)如图甲、乙所示,同一单摆先后做简谐运动和圆锥摆运动,已知摆球最大高度相同。则两次运动相比较,简谐运动中摆球的( )
A. 运动的周期小,机械能大 B. 运动的周期小,机械能小
C. 运动的周期大,机械能大 D. 运动的周期大,机械能小
【答案】D
【解析】设单摆的摆长为,最大夹角为,根据单摆周期公式
根据合力充当向心力
解得
所以
摆球的最大高度相同时,重力势能相等,甲摆的动能为零,乙摆的动能不为零,则乙圆锥摆的机械能大,故选D。
天体运动
1. (2025连云港一模)2024年6月,嫦娥六号探测器在人类历史上首次实现月球背面采样。采样的月壤质量为,测得其在月球表面的重力为。已知月球半径为,引力常量为。求:
(1)月球表面的重力加速度;
(2)月球的质量。
【答案】(1)
(2)
【小问1解析】
月壤质量为,测得其在月球表面的重力为,则有
解得
【小问2解析】
在月球表面有
结合上述解得
2. (2025南京、盐城一模)如图所示,在空间站伸出的机械臂外端安置一微型卫星,微型卫星与空间站一起绕地球做匀速圆周运动,且微型卫星、空间站和地球中心始终位于同一直线。忽略空间站和微型卫星的尺寸及它们之间的万有引力,则( )
A. 微型卫星的线速度比空间站的小
B. 微型卫星的加速度比空间站的小
C. 机械臂对微型卫星的作用力大小为零
D. 机械臂对微型卫星的作用力大小不为零,方向指向地心
【答案】D
【解析】A.微型卫星和空间站能与地心保持在同一直线上绕地球做匀速圆周运动,所以微型卫星的角速度与空间站的角速度相等,,所以微型卫星的线速度比空间站的大,故A错误;
B.加速度,所以微型卫星的加速度比空间站的大,故B错误;
CD.由
解得
可知仅受万有引力提供向心力时,微型卫星比空间站的轨道半径大,角速度小,由于微型卫星跟随空间站以共同的角速度运动,由可知所需向心力增大,所以机械臂对微型卫星有拉力作用,方向指向地心,故C错误D正确。
故选D。
3. (2025苏锡常镇四市一调)2024年6月,“嫦娥六号”实现世界首次月球背面自动采样返回,采回样品质量1935.3g。已知月球和地球的质量之比为a,半径之比为b。下列说法中正确的是( )
A. 月球与地球的第一宇宙速度之比为
B. 月球与地球的第一宇宙速度之比为
C. 所采样品在月球与在地球上的重力之比为
D. 所采样品在月球与在地球上的重力之比为
【答案】D
【解析】AB.根据题意,由万有引力提供向心力有
解得第一宇宙速度
则月球与地球的第一宇宙速度之比为
故AB错误;
CD.由万有引力等于重力有
解得星球表面的重力加速度为
则月球与地球的表面的重力加速度之比为
则所采样品在月球与在地球上的重力之比为,故C错误,D正确。
故选D。
4. (2025淮安市一模)地球的三颗不同人造卫星分别沿椭圆轨道、轨道、轨道运动,如图所示,已知三条轨道的半长轴均相等,其周期分别为、、,机械能分别为、、,则下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】AB.由开普勒第三定律知,三条轨道的半长轴均相等,故周期相等,故A正确,B错误;
CD.三颗不同人造卫星质量关系未知,故机械能无法比较,故CD错误;
故选A。
5. (2025淮安市一模)如图所示,我国发射的火星探测器“天问一号”在着陆火星前,探测器在距火星表面高度为h的轨道上绕火星做匀速圆周运动,周期为T。已知火星的半径为R,引力常量为 G,忽略其他天体对探测器的引力作用。求:
(1)探测器绕火星运动的角速度ω;
(2)火星表面的重力加速度g。
【答案】(1)
(2)
【小问1解析】
探测器绕火星做匀速圆周运动的周期为T,则探测器绕火星运动的角速度为
【小问2解析】
探测器绕火星做匀速圆周运动,由万有引力提供向心力可得
在火星表面有
联立解得火星表面的重力加速度为
6. (2025南航苏附一模)如图所示,科学家设想在拉格朗日点建立一空间站,且空间站绕地球做圆周运动的周期与月球公转周期相同,则( )
A. 从空间站掉落的物体将落向地球 B. 空间站内航天员对支持面压力仍为零
C. 空间站的向心力大于月球的向心力 D. 空间站和月球均只受地球的万有引力
【答案】B
【解析】A.从空间站掉落的物体将继续绕地球做匀速圆周运动,因为物体掉落后与空间站具有相同的速度,故A错误;
B.空间站受到月球和地球的万有引力,合力提供向心力,对空间站内航天员分析可知,不需要支持力,即航天员对支持面压力为零,故B正确;
C.根据
由于月球质量和运行的轨道半径都较大,则空间站的向心力小于月球的向心力,故C错误;
D.空间站受到月球和地球的万有引力,月球受到空间站和地球的万有引力,故D错误。
故选B。
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专题01 力与运动
匀变速直线运动
1. (2025连云港一模)如图是一个小球沿竖直方向运动时的频闪照片,由照片可知( )
A. 小球正在上升 B. 小球正在下降
C. 小球处于失重状态 D. 小球处于超重状态
2. (2025淮安市一模)某质点在0~4s内运动的位移x随时间t的变化关系图像如图所示,下列说法正确的( )
A. 第4s末质点回到出发点 B. 前4s内质点做单方向直线运动
C. 第1s内质点做匀加速直线运动 D. 第1s、第2s内质点速度相同
受力分析
1. (2025连云港一模)如图所示,负重的机器狗静立在水平地面上,总重力为。下列说法不正确的是( )
A. 机器狗所受的合力为零
B. 机器狗每条腿受到地面的支持力大小为
C. 货物对机器狗的作用力小于机器狗对货物的作用力
D. 货物对机器狗的作用力等于机器狗对货物的作用力
2. (2025南京、盐城一模)如图所示,水平地面上固定有两个相同的倾角θ=37°的斜面体(顶端固定有小滑轮),两滑轮间的距离d=12cm。两根等长的细线绕过滑轮,一端与放在斜面上的质量均为M=5kg的物块相连,另一端与质量m=3kg的小球连接。初始时刻,用手竖直向下拉住小球,使系统保持静止,此时两细线与竖直方向间的夹角均为α=37°,松手后,小球将在竖直方向上运动。忽略一切摩擦,取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)开始时手对小球的拉力大小F;
(2)小球能够上升的最大高度h;
(3)小球回到初始位置时的加速度大小a。
3. (2025淮安市一模)手握手机使其处于图示的倾斜静止状态。手握得越紧,手机受到手的( )
A. 弹力越大 B. 弹力越小
C. 摩擦力越大 D. 摩擦力保持不变
牛顿运动定律
1. (2025连云港一模)如图所示,质量均为的物块A、B并排放在光滑水平面上,A上固定一竖直轻杆,轻杆上端的点系一长为的细线,细线另一端系一质量为的球C,整个系统处于静止状态。现给球C一个水平向右的初速度,式中为重力加速度,不计空气阻力。求:
(1)此时细线对球C的拉力大小;
(2)球C向右摆动过程中,上升的最大高度;
(3)球C摆到杆左侧,离杆最远时的速度大小。
2. (2025南京、盐城一模)某同学利用如图甲所示的实验装置和若干质量为m0的钩码来测量当地的重力加速度和待测物(带有挡光片)的质量,实验操作如下:
①用游标卡尺测量挡光片的挡光宽度d;
②调节配重物的质量,向下轻拉配重物后释放,当配重物能够匀速向下运动时,可认为配重物质量与待测物质量相等;
③将待测物压在地面上,保持系统静止,测量出挡光片到光电门的距离h;
④在配重物下端挂1只钩码,释放待测物,测量挡光时间为Δt,可得加速度a;
⑤依次增加钩码数量n,由相同位置静止释放待测物,测量Δt并得到对应的加速度a。根据以上实验步骤,回答以下问题:
(1)游标卡尺的示数如图乙所示,挡光片的宽度d = ____ mm。
(2)加速度a的表达式为 ____(用d、h和Δt表示)
(3)该同学作“”图像,若所作图像斜率为k,纵截距为b,则当地重力加速度为____,待测物质量为____。(选用k、b、m0表示)
(4)实际中滑轮存在着摩擦阻力,若认为该阻力大小恒定,则请判断在上面测量方法中该阻力是否对重力加速度的测量值引起误差,并请简要说明理由。____
3. (2025苏锡常镇四市一调)某科技小组利用弹性绳网模拟火箭回收。如图所示,“口”字形的绳网四个角各用一根弹性绳索拉住,绳索另一端固定在立柱上。将火箭模型从某高处释放,在接触绳网后下降直至最低点的过程中,下列说法中正确的是( )
A. 火箭模型接触绳网立即减速 B. 火箭模型在最低点所受合力为0
C. 火箭模型接触绳网后先失重后超重 D. 绳网对火箭模型先做正功后做负功
4. (2025南航苏附一模)如图所示,截面为等腰三角形的楔形木块ABC固定在水平地面上,AB面和BC面的粗糙程度处处相同。一小物块以初速度v0沿斜面AB向上运动,经时间t0到达顶点B,速度恰好减为零;紧接着小物块由静止开始沿斜面BC下滑。在小物块从A运动到C的过程中,其速度大小v与时间t的关系图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
曲线运动
1. (2025连云港一模)如图所示,摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动。已知座舱的质量为,运动半径为,角速度大小为,重力加速度为,则座舱( )
A. 运动的周期为
B. 线速度大小为
C. 运动至圆心等高处时,所受摩天轮的作用力大于
D. 运动至最低点时,所受摩天轮的作用力大小与最高点的相等
2. (2025苏锡常镇四市一调)小明利用某手机软件研究向心加速度,如图1所示。绷紧细线,将手机拉开某一角度后由静止释放,使之绕水平悬梁AB摆动至最低点,细线碰到水平挡杆CD后继续摆动,在手机软件上观察记录细线碰挡杆后瞬间手机的向心加速度大小a,测量手机上边缘到挡杆CD的距离l。改变CD的高度,将手机拉开到同一角度后由静止释放,重复实验。
(1)某次实验测量l时,毫米刻度尺的0刻度对齐挡杆的下边缘,手机上边缘对应刻度尺位置如图2所示,则l=______cm。
(2)已知手机软件的x、y、z三个正方向如图3所示,则小明在该实验中应该读取______(选填“x”、”y”、”z”)轴加速度的数据。
(3)根据得到的数据由电脑描点作出图,数据拟合获得图像及表达式如图4所示,则该图线斜率表示的物理意义为______。
(4)小明认为图像不过原点的原因,是手机加速度传感器位置在手机上边缘的下方某距离所致。根据图4估计该距离约为______cm。
(5)在操作过程中,手机每次拉开的角度都需要与第一次相同,请说明理由。
3. (2025苏锡常镇四市一调)2024年11月,中国自主研制的歼35A隐形战斗机在珠海航展亮相。表演中战斗机沿着一段圆弧从M到N加速拉升,关于歼35A所受合力的方向,下图中可能正确的是( )
A. B. C. D.
4. (2025淮安市一模)如图所示,半径为R的光滑球形石墩固定不动,质量为m的小物块从石墩的顶点A以初速度沿石墩表面下滑,则( )
A. 越小,分离越早
B. 取适当值,可在球心等高处分离
C. 若,物块在石墩顶点处分离
D. 分离瞬间物块的向心加速度一定等于重力加速度
6. (2025南航苏附一模)如图甲、乙所示,同一单摆先后做简谐运动和圆锥摆运动,已知摆球最大高度相同。则两次运动相比较,简谐运动中摆球的( )
A. 运动的周期小,机械能大 B. 运动的周期小,机械能小
C. 运动的周期大,机械能大 D. 运动的周期大,机械能小
天体运动
1. (2025连云港一模)2024年6月,嫦娥六号探测器在人类历史上首次实现月球背面采样。采样的月壤质量为,测得其在月球表面的重力为。已知月球半径为,引力常量为。求:
(1)月球表面的重力加速度;
(2)月球的质量。
2. (2025南京、盐城一模)如图所示,在空间站伸出的机械臂外端安置一微型卫星,微型卫星与空间站一起绕地球做匀速圆周运动,且微型卫星、空间站和地球中心始终位于同一直线。忽略空间站和微型卫星的尺寸及它们之间的万有引力,则( )
A. 微型卫星的线速度比空间站的小
B. 微型卫星的加速度比空间站的小
C. 机械臂对微型卫星的作用力大小为零
D. 机械臂对微型卫星的作用力大小不为零,方向指向地心
3. (2025苏锡常镇四市一调)2024年6月,“嫦娥六号”实现世界首次月球背面自动采样返回,采回样品质量1935.3g。已知月球和地球的质量之比为a,半径之比为b。下列说法中正确的是( )
A. 月球与地球的第一宇宙速度之比为
B. 月球与地球的第一宇宙速度之比为
C. 所采样品在月球与在地球上的重力之比为
D. 所采样品在月球与在地球上的重力之比为
4. (2025淮安市一模)地球的三颗不同人造卫星分别沿椭圆轨道、轨道、轨道运动,如图所示,已知三条轨道的半长轴均相等,其周期分别为、、,机械能分别为、、,则下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
5. (2025淮安市一模)如图所示,我国发射的火星探测器“天问一号”在着陆火星前,探测器在距火星表面高度为h的轨道上绕火星做匀速圆周运动,周期为T。已知火星的半径为R,引力常量为 G,忽略其他天体对探测器的引力作用。求:
(1)探测器绕火星运动的角速度ω;
(2)火星表面的重力加速度g。
6. (2025南航苏附一模)如图所示,科学家设想在拉格朗日点建立一空间站,且空间站绕地球做圆周运动的周期与月球公转周期相同,则( )
A. 从空间站掉落的物体将落向地球 B. 空间站内航天员对支持面压力仍为零
C. 空间站的向心力大于月球的向心力 D. 空间站和月球均只受地球的万有引力
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