天津市第五十四中学2025-2026学年高一下学期期中物理试卷
2026-05-16
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 天津市 |
| 地区(市) | 天津市 |
| 地区(区县) | 河东区 |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 512 KB |
| 发布时间 | 2026-05-16 |
| 更新时间 | 2026-05-16 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-16 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57893388.html |
| 价格 | 2.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
以天问二号探测小行星、神舟十七号发射等科技情境为载体,覆盖圆周运动、万有引力、平抛运动等核心知识,通过基础概念辨析与综合问题解决,考查物理观念与科学思维。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选题|10/40|匀速圆周运动性质、万有引力公式应用|结合大冬会速滑(题2)、自行车赛道(题4)等真实场景,辨析线速度、加速度矢量性|
|多选题|5/20|行星运动规律、传动装置线速度与角速度关系|题12考查开普勒定律与物理学史,题14对比赤道物体与卫星运动差异|
|实验题|2/10|向心力影响因素(控制变量法)、平抛运动初速度测量|题16通过塔轮调节角速度,题17用方格纸数据计算平抛初速度|
|计算题|2/30|天体运动参量计算、平抛与圆周运动综合|题18结合天问一号求火星质量与第一宇宙速度,题19整合平抛运动与竖直圆轨道受力分析|
内容正文:
2025-2026学年天津市第五十四中学高一(下)期中物理试卷
一、单选题:本大题共10小题,共40分。
1.如图所示,在光滑水平桌面上,小物体在拉力作用下做匀速圆周运动。物体运动到P点时撤去拉力,之后物体的运动轨迹可能是( )
A. Pa曲线 B. Pb曲线 C. Pc直线 D. Pd曲线
2.在2025年都灵大冬会短道速滑男子5000米接力A组决赛中,中国队夺得冠军。运动员过弯时的运动可视为匀速圆周运动。下列关于匀速圆周运动的说法正确的是( )
A. 匀速圆周运动是匀变速曲线运动
B. 物体做匀速圆周运动时,其线速度是不变的
C. 物体做匀速圆周运动时,其加速度是变化的
D. 物体做匀速圆周运动时,其合外力为零
3.神舟十七号载人飞船在我国酒泉卫星发射中心点火发射成功。若“神舟十七号”在地面时受地球的万有引力为F,则当其上升到离地面距离等于两倍地球半径时所受地球的万有引力为( )
A. B. C. D.
4.如图是场地自行车比赛的某段圆弧形赛道,赛道平面与水平面的夹角为。某运动员骑自行车在该赛道上做匀速圆周运动,其圆周运动的半径为R,不计空气阻力,重力加速度为g。要使自行车不受侧向摩擦力作用,则其速度大小为( )
A.
B.
C.
D.
5.如图所示,圆心为O、半径的粗糙圆盘平行水平地面放置,到地面的高度为,在圆盘边缘放置一可看成质点的物块a。物块与圆盘间的动摩擦因数,重力加速度取,圆盘的角速度从零开始缓慢增大,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则a落地点到转轴的水平距离为( )
A. 2m B. C. D.
6.如图所示,漏斗竖直放置且内壁光滑,两个小球A、视为质点沿漏斗内壁在各自的水平面内做匀速圆周运动。下列说法正确的是( )
A. A球的角速度比B球小
B. A球的线速度比B球大
C. A球与B球向心加速度大小相等
D. A球受到的向心力比B球小
7.如图所示,一辆汽车驶上一圈弧形的拱桥,当汽车以的速度经过桥顶时,恰好对桥顶没有压力。若汽车以的速度经过桥顶,则汽车自身重力与汽车对桥顶的压力之比为( )
A. 3:4 B. 4:3 C. 1:2 D. 2:1
8.如图所示,下列有关生活中圆周运动实例分析,说法正确的是( )
A. 图甲中秋千摆至最低点时,图中女孩处于失重状态
B. 图乙中杂技演员表演“水流星”,当水桶通过最高点时水对桶底的压力可能为零
C. 火车转弯超过规定速度行驶时,火车轮缘对内轨有侧向挤压
D. 图丁中滚筒洗衣机转速越快脱水效果越好,是受到离心力的原因
9.如图,一个内壁光滑的弯管处于竖直平面内,其中管道半径为R。现有一个半径略小于弯管横截面半径的光滑小球在弯管内运动,当小球通过最高点时速率为v0,则下列说法正确的是( )
A. 若,则小球对管内壁无压力
B. 若,则小球对管内下壁有压力
C. 若,则小球对管内上壁没有压力
D. 不论多大,小球对管内壁都有压力
10.中国天问二号于2025年5月29日成功发射,其任务主要是实现对小行星2016HO3的详细探测,包括伴飞观测、表面采样和样品返回。天问二号在变轨过程中会经历不同轨道,如图中Ⅰ轨道和Ⅱ轨道,则天问二号( )
A. 在Ⅰ轨道上运行的周期更小
B. 在Ⅱ轨道上运行时经过P点的速度小于经过Q点的速度
C. 在Ⅱ轨道上经过P点的速度大于在Ⅰ轨道上经过P点的速度
D. 在Ⅰ轨道上经过P点的加速度等于在Ⅱ轨道上经过P点的加速度
二、多选题:本大题共5小题,共20分。
11.如图为自行车的传动装置示意图,A、B、C分别为大齿轮、小齿轮、后轮边缘上的一点,则在此传动装置中( )
A. A、B两点的线速度相同
B. A、B两点的角速度相同
C. B、C两点的角速度相同
D. B、C两点的线速度相同
12.关于行星运动的规律,下列说法符合史实和事实的是( )
A. 开普勒结合第谷的观测数据,总结出行星运动的三大定律
B. 开普勒进行“月一地检验”,并总结出了天上、地上物体所受的引力遵从相同的规律
C. 牛顿通过扭秤实验结合“理想模型”物理思想测得引力常量G
D. 海王星是亚当斯和勒维耶各自独立研究推算出来的,后人称其为“笔尖下发现的行星”
13.人类发射的火星探测器进入火星的引力范围后,绕火星做匀速圆周运动。已知引力常数为G,火星的半径为R,探测器运行轨道在其表面上空高h处,运行周期为T,则下列关于火星的质量和平均密度的表达式正确的是( )
A. B.
C. D.
14.如图所示,A为地球赤道上的物体,B为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星,C为地球静止卫星。关于A、B、C做匀速圆周运动的说法中正确的是( )
A. A、B、C三物体,都仅由万有引力提供向心力
B. 周期关系为
C. 线速度的大小关系为
D. 向心加速度的大小关系为
15.如图所示,半径为R的竖直圆筒绕中心轴线以恒定的转速匀速转动。一子弹以水平速度沿圆筒直径方向从左侧射入圆筒,从右侧射穿圆筒后发现两弹孔在同一竖直线上且相距为h,则圆筒转动的角速度可能为( )
A.
B.
C.
D.
三、实验题:本大题共2小题,共10分。
16.如图所示是“探究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系”的实验装置。转动手柄,可使两侧变速塔轮以及长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在左、右两塔轮上的不同圆盘上,可使两个槽内的小球分别以各自的角速度做匀速圆周运动,其向心力由挡板对小球的压力提供,球对挡板的反作用力通过杠杆作用使弹簧测力筒下降,从而露出标尺,标尺上露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。
在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时主要用到了物理学中的 。
A.理想实验法
B.控制变量法
C.等效替代法
D.演绎法
皮带与不同半径的塔轮相连是主要为了使两小球的 不同。
A.转动半径r
B.质量m
C.角速度
D.线速度v
当用两个质量相等的小球做实验,调整长槽中小球的轨道半径为短槽中小球轨道半径的2倍,转动时发现左、右标尺上露出的红白相间的等分格数之比为1:2,则左、右两边塔轮的半径之比为 。
17.图甲是“研究物体的平抛运动”的实验装置图。
实验前应对实验装置反复调节,直到斜档末端切线水平。每次让小球从同一位置由静止释放,是为了每次平抛 。
在另一次实验中将白纸换成方格纸,每格的边长,通过实验记录小球运动途中的三个位置,如图乙,则该球做平抛运动的初速度为 取。
四、计算题:本大题共2小题,共30分。
18.2021年2月10日19时52分,我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动,成功实现环绕火星运动,成为我国第一颗人造火星卫星。在“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动时,周期为T,轨道半径为r。已知火星的半径为R,引力常量为G,不考虑火星的自转。求:
“天问一号”环绕火星运动的线速度的大小v;
火星的质量M;
火星表面的重力加速度的大小g;
火星上的第一宇宙速度是多少?
19.如图所示,AB为竖直光滑圆弧轨道的直径,其半径,A端切线水平,水平轨道BC与半径的光滑圆弧轨道CD相接于C点,D为圆弧轨道的最低点,圆弧轨道CD对应的圆心角。一质量为的小球视为质点从水平轨道上某点以某一速度冲上竖直圆轨道AB,并从A点飞出,经过C点恰好沿切线进入圆弧轨道CD,取,求:
小球从A点飞出的速度大小;
小球在A点对圆弧轨道的压力大小F;
小球在C点受到的支持力的大小。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:物体做曲线运动,在某点的速度方向,沿着该点的切线方向,物体运动到P点时撤去拉力,撤去外力,物体沿着切线方向,即Pc方向做匀速直线运动,故C正确,ABD错误。
故选:C。
撤去拉力后物体不受外力,根据牛顿第一定律,将沿圆周运动在P点的切线方向做匀速直线运动,以此判断轨迹。
本题考查牛顿第一定律与圆周运动线速度方向的结合应用,核心是理解物体不受外力时的运动状态。
2.【答案】C
【解析】解:ABC、匀速圆周运动的物体,加速度大小不变,方向指向圆心,时刻发生改变,是非匀变速曲线运动,线速度大小不变,方向时刻改变,故线速度改变,故C正确,AB错误;
D、物体做匀速圆周运动时,合外力充当向心力,故合力不为0,故D错误。
故选:C。
根据匀速圆周运动的特点,分析线速度、加速度的矢量性,以及合外力的作用,判断各选项对运动性质的描述是否正确。
本题考查匀速圆周运动的核心概念辨析,区分了矢量的大小与方向变化,明确了匀速圆周运动的非匀变速特性,是圆周运动基础概念的典型应用。
3.【答案】C
【解析】解:神舟十七号”在地面时受地球的万有引力为,其上升到离地距离等于两倍地球半径时,即,此时所受地球的万有引力为,故C正确,ABD错误。
故选:C。
根据万有引力的表达式结合结论变化情况列式联立解答。
考查万有引力定律的应用,理解万有引力定律的内容,属于基础题。
4.【答案】A
【解析】解:受力分析如图所示
设人和自行车的总质量为m,若不受摩擦力作用则由重力和支持力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律可得:
解得
故A正确,BCD错误。
故选:A。
根据重力和支持力的合力提供向心力求解运动员的速度;
本题主要是考查圆周运动的知识,解答此类问题的关键是能够对物体进行受力分析,确定哪些力的合力或哪个力的分力提供了向心力,根据向心力的计算公式进行解答。
5.【答案】B
【解析】解:最大静摩擦力提供物块圆周运动的向心力,则有
代入数据可得物块抛出时的速度为
物块平抛运动的时间
代入数据可得
则物块平抛的水平位移
则落点到转轴的距离为
代入数据可得,故B正确,ACD错误。
故选:B。
先由最大静摩擦力提供向心力求出物块脱离圆盘时的线速度,再由平抛运动规律求出水平位移,最后结合几何关系圆盘半径与水平位移垂直用勾股定理计算落地点到转轴的水平距离。
本题结合圆周运动临界问题与平抛运动,需先分析物块脱离圆盘的临界条件,再通过平抛运动求水平位移,最后利用几何关系求解,考查了多过程问题的综合分析能力。
6.【答案】C
【解析】解:设漏斗侧壁与竖直方向的夹角为,则对小球受力分析,则根据
可得,,,
因,可知A球的角速度比B球大;A球的线速度比B球小;A球与B球向心加速度大小相等;AB两球质量关系不确定,则受到的向心力不能比较。故C正确,ABD错误。
故选:C。
先假设漏斗侧壁与竖直方向的夹角为,接着对小球受力分析,再根据合力提供向心力比较A球与B球的角速度、线速度、向心加速度和向心力大小。
本题在漏斗中考查学生对合力提供向心力的掌握,重点是受力分析和公式的熟练程度的考查,难度不大。
7.【答案】B
【解析】解:设汽车经过桥顶时桥顶对汽车的支持力为F,由向心力公式得,当时,,可得
当时,,联立可得
汽车对桥顶的压力大小等于,则汽车自身重力与汽车对桥顶的压力之比mg::3,故ACD错误,B正确。
故选:B。
汽车以经过桥顶时对桥顶无压力,说明此时重力完全提供向心力,由此可求出拱桥的圆弧半径;当汽车以经过桥顶时,重力与桥顶支持力的合力提供向心力,结合牛顿第三定律,桥顶对汽车的支持力等于汽车对桥顶的压力;将半径代入低速状态的向心力公式,分别表示出重力与支持力,进而求出两者的比值。
这是一道竖直面圆周运动的经典应用题,核心考查竖直面圆周运动的向心力分析和牛顿第三定律,属于高中物理必修二“圆周运动”模块的基础巩固题,难度适中,非常适合课堂练习或单元检测。
8.【答案】B
【解析】A.图甲中秋千摆至最低点时,加速度方向向上,图中女孩处于超重状态,故A错误;
图乙中杂技演员表演“水流星”,如果在最高点的速度等于,则水桶通过最高点时水对桶底的压力为零,故B正确;
火车转弯超过规定速度行驶时,火车轮缘对外轨有侧向挤压,故C错误;
图丁中滚筒洗衣机转速越快脱水效果越好,是转速越大所需向心力越大,衣物和水滴的附着力提供不了向心力而做离心运动,不是受到离心力的原因,故D错误。
故选:B。
【分析】根据超失重和竖直面内圆周运动、绳模型临界问题、火车转弯和洗衣机脱水原理进行分析解答。
考查圆周运动的实例分析,理解相应的物理原理,属于基础题。
9.【答案】B
【解析】解:设小球在最高点时管内下壁对小球有竖直向上的支持力,根据合外力提供向心力可得:
如果,解得,根据牛顿第三定律,可知小球对管内下壁有竖直向下的压力,故A错误;
B.设小球在最高点时管内上壁对小球有竖直向下的压力,根据合外力提供向心力可得:
如果
解得,负号说明管内下壁对小球有竖直向上的支持力,根据牛顿第三定律,可知小球对管内下壁有竖直向下的压力,故B正确;
C.设小球在最高点时管内上壁对小球有竖直向下的压力,根据合外力提供向心力可得:
如果
解得,即管内上壁对小球有竖直向下的压力,大小为mg,根据牛顿第三定律,可知小球对管内上壁有竖直向上的压力,小球对管内下壁没有压力,故C错误;
D.设小球在最高点时管内壁对小球没有力的作用,根据合外力提供向心力可得:
解得,此时小球对管内壁没有压力,故D错误。
故选:B。
先确定弯管最高点重力提供向心力的临界速度,再根据小球速度与临界速度的大小关系,分析其对管内壁上壁或下壁的压力情况。
本题考查竖直平面内管型圆周运动的受力分析,核心是利用临界速度判断管壁对小球的作用力方向,侧重考查临界条件的应用与受力分析能力。
10.【答案】D
【解析】解:根据开普勒第三定律可得,天问二号在Ⅰ轨道上的半长轴更大,则其周期更大,故A错误;
B.由开普勒第二定律可知天问二号通过Q点时的速度更小,故B错误;
C.在P点,天问二号从Ⅰ轨道到Ⅱ轨道做减速运动,则天问二号在Ⅱ轨道上经过 P点时需要减速做向心运动,所以在Ⅱ轨道上经过P点的速度小于在Ⅰ轨道上经过P点的速度,故C错误;
D.根据牛顿第二定律可得,解得,则在Ⅰ、Ⅱ轨道上经过P点时加速度相等,故D正确。
故选:D。
根据开普勒第三定律分析周期;由开普勒第二定律分析线速度大小;根据变轨原理进行分析;根据牛顿第二定律分析加速度大小。
本题主要是考查万有引力定律及其应用,解答本题的关键是能够根据万有引力提供向心力结合向心力公式进行分析,掌握开普勒第二、三定律的应用方法。
11.【答案】AC
【解析】解:AB、大齿轮与小齿轮间是链条传动,A、B两点的线速度大小相同,结合
可得角速度与对应的半径成反比,故A正确,B错误;
CD、小齿轮与后轮是同轴转动,所以B、C的角速度相同,线速度大小与对应的半径成正比,故C的线速度大,B的线速度小,故D错误,C正确。
故选:AC。
根据链条传动线速度相等、同轴转动角速度相等的特点,结合线速度与角速度的关系,分析各点的线速度和角速度关系。
本题以自行车传动装置为背景,考查圆周运动中线速度与角速度的关系,属于基础题,侧重考查传动装置的运动规律。
12.【答案】AD
【解析】解:A、开普勒根据第谷的观测数据,总结出行星运动的三大定律,故A正确;
B、牛顿进行“月-地检验”,并总结出了天上、地上物体所受的引力遵从相同的规律,故B错误;
C、卡文迪什通过扭秤实验结合“理想模型”物理思想测得引力常量G,故C错误;
D、英国的亚当斯和法国的勒维耶各自独立地利用万有引力定律计算出了海王星的轨道,人们称海王星为“笔尖下发现的行星”,故D正确。
故选:AD。
本题根据开普勒、牛顿、卡文迪什、亚当斯和勒维耶等人的物理学成就进行解答。
本题考查万有引力相关的物理学史,物理学的发展离不开各位物理学家的努力,在学习中应记住他们的贡献。
13.【答案】AB
【解析】解:探测器绕火星做匀速圆周运动的轨道半径为,根据万有引力提供向心力有,解得火星的质量为,故A正确,D错误。
火星体积,结合密度公式,将M代入解得火星的平均密度为,故B正确,C错误。
故选:AB。
确定探测器的轨道半径火星半径+轨道高度,利用“万有引力提供圆周运动向心力”的规律列方程,整理得到火星质量的表达式;结合球体体积公式,利用“密度=质量体积”的关系,将火星质量代入,推导得到火星平均密度的表达式。
本题考查了万有引力定律在天体运动中的应用,核心是利用“万有引力提供圆周运动向心力”的规律推导天体质量,再结合球体体积公式计算天体平均密度,明确了万有引力定律与圆周运动规律结合分析天体物理量的方法。
14.【答案】CD
【解析】解:A、位于地球赤道处的物体A随地球自转,其向心力源于万有引力与地面支持力的合力,而人造卫星B和C则完全依靠万有引力提供向心力,故A错误;
B、物体A与同步卫星C的转动周期相同,即。对人造卫星,根据可得,因为,所以,故周期关系为,故B错误;
C、物体A与卫星C的角速度相同,由,且,可知。对于卫星B和C,由,且,可知。综合可得线速度关系为,故C正确;
D、物体A与卫星C角速度相同,由,且,可知。对于卫星B和C,由,且,可知。因此向心加速度关系为,故D正确。
故选:CD。
明确题目描述A为地球赤道上的物体,B为近地卫星,C为地球静止轨道卫星,三者均做匀速圆周运动。分析需区分物体A随地球自转的向心力来源并非仅由万有引力提供,而是万有引力与地面支持力的合力;卫星B和C的向心力则完全由万有引力提供。比较周期时需注意物体A与同步卫星C周期相同,再根据卫星轨道半径与周期的平方根关系判断B与C的周期大小。线速度与向心加速度的比较需分别利用角速度相同关系分析A与C,利用轨道半径与速度平方反比关系及与加速度平方反比关系分析B与C,最终综合得出三者的大小顺序。
本题是一道综合性较强的题目,涉及天体运动与圆周运动知识的综合运用。题目考查了万有引力定律、圆周运动的向心力来源、周期、线速度与向心加速度的比较等核心知识点,要求学生对不同运动情境下的物理规律有清晰的理解和区分。本题计算量不大,但需要学生具备较强的逻辑推理和比较分析能力,尤其要准确把握地球表面物体、近地卫星与同步卫星在动力学与运动学特征上的本质差异。题目通过三个典型情境的对比,有效考查了学生对公式适用条件的掌握以及运用不同规律进行推理比较的能力,是一道能够区分学生思维层次的好题。
15.【答案】AC
【解析】解:根据题意分析可知,子弹做平抛运动,在竖直方向上
可得子弹在圆筒中运动的时间
因子弹从右侧射穿圆筒后发现两弹孔在同一竖直线上,则圆筒转过的角度为、2、3…
则角速度为,、2、3…,故AC正确,BD错误;
故选:AC。
根据平抛运动求解时间,再根据时间求解角速度。
本题主要考查圆周运动的多解问题,注意圆周运动周期性运动的特点。
16.【答案】B
C
2:1
【解析】解:实验目的是研究向心力的大小F与小球质量m、角速度和半径r多个物理量之间的关系,因此在这个实验中,采用了控制变量法,故ACD错误,B正确;
故选:B;
小球的运动半径取决于卡槽的位置,皮带与不同半径的塔轮相连,可知塔轮的线速度相同,根据为塔轮半径,可知两小球的角速度不同,故ABD错误,C正确;
故选:C;
由题可知,结合题意可知,::2,联立解得::2,又因为,,联立可得左右两塔轮的半径之比为:::1。
故答案为:;;:1。
向心力有多个影响因素,探究其中某个因素的影响时,为了保证结论准确,即可知需采取的实验方法;
皮带与不同半径的塔轮相连,根据塔轮的线速度相等,结合圆周运动特点、塔轮半径关系,即可得到角速度关系,即可分析小球的运动半径、角速度、线速度关系;
根据小球的转动半径、质量、向心力大小的关系,可得到塔轮的角速度关系;根据圆周运动的线速度、角速度、半径关系式,即可得到塔轮的半径之比。
本题考查圆周运动的参数分析,在分析时注意小球的运动半径与塔轮半径不同。
17.【答案】初速度相同
【解析】解:当每次让小球从同一位置由静止释放时,小球克服斜槽阻力做功相同,可知,该操作的目的是为了确保每次平抛的初速度相同。
小球水平方向做匀速直线运动,由速度公式有
小球竖直方向做自由落体运动,由相邻相等时间内位移差为定值有
解得
故答案为:初速度相同;。
根据做平抛运动的条件判断;
根据匀变速直线运动规律和匀速直线运动规律计算。
本题考查“研究物体的平抛运动”实验,关键掌握实验原理和利用匀变速直线运动规律和匀速直线运动规律处理问题。
18.【答案】“天问一号”环绕火星运动的线速度为 火星的质量为 火星表面的重力加速度为 火星上的第一宇宙速度为
【解析】解:“天问一号”做匀速圆周运动,其运动一周的轨迹长度为圆的周长,运动周期为T,可得线速度的大小。
“天问一号”绕火星做匀速圆周运动时,火星对它的万有引力提供向心力,根据牛顿第二定律可得
解得到火星的质量为。
在火星表面,物体所受的万有引力近似等于物体的重力,即
将火星质量,可得火星表面的重力加速度为。
火星的第一宇宙速度是指物体在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速度,此时万有引力提供向心力,即,可得
将代入解得火星上的第一宇宙速度。
答:“天问一号”环绕火星运动的线速度为。
火星的质量为。
火星表面的重力加速度为。
火星上的第一宇宙速度为。
利用匀速圆周运动的线速度定义,由“天问一号”的轨道周长和周期直接求出其线速度;
根据万有引力提供向心力的规律,代入轨道半径和周期计算火星的质量;
在火星表面,将万有引力近似等于重力,结合已求出的火星质量,推导出火星表面的重力加速度;
同样依据万有引力提供向心力,代入火星质量和半径,求解火星的第一宇宙速度。
本题以“天问一号”环绕火星的运动为背景,综合考查了匀速圆周运动的线速度计算、万有引力定律在天体运动中的应用,以及利用万有引力推导星球表面重力加速度和第一宇宙速度的方法,检验了对天体运动规律的理解和公式推导能力。
19.【答案】小球从A点飞出的速度大小为 小球在A点对圆弧轨道的压力大小为 小球在C点受到的支持力的大小为131N
【解析】解:将小球在C处的速度分解,在竖直方向上有
在水平方向上有
联立并代入数据得
在A处,对小球,由牛顿第二定律得
解得
根据牛顿第三定律知,圆弧轨道受到的压力大小
根据速度的分解可得小球在C处速度,代入数据解得
其受力分析如图所示
在C处,由牛顿第二定律,得
联立解得
答:小球从A点飞出的速度大小为;
小球在A点对圆弧轨道的压力大小为;
小球在C点受到的支持力的大小为131N。
根据平抛运动竖直方向上的速度求解水平方向速度;
根据牛顿第二定律和第三定律求解轨道压力;
根据牛顿第二定律求解弹力。
本题主要考查平抛和圆周运动的特点,注意牛顿定律与轨道的弹力综合应用。
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