练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    17．如图所示，空中轨道列车是悬挂式单轨交通系统，轨道在列车上方，由钢铁或水泥立柱支撑在空中，悄无声息地在地面交通工具“头上”运行，一节质量为m的空轨，以设计速度为v（单位：m/s）在转弯半径为R（单位：m）的轨道上运行，横向摆动角度为θ，为使运行安全，避免损耗，则（　　）
    A．悬挂车厢的挂臂对车厢的拉力为mgsinθ
    B．最大横向摆动角度θ满足tanθ=$\frac{{v}^{2}}{gR}$
    C．分别以$\frac{v}{2}$、v的速率转弯，车厢受到的合外力之比为1：2
    D．分别以$\frac{v}{2}$、v的速率转弯，同一乘客对座椅的压力相等

    分析 空中轨道列车以设计时速转弯，支持力和重力的合力提供圆周运动向心力由此分析悬挂车厢的挂臂对车厢的拉力和最大横向摆动角度θ；
    求出空中轨道列车拐弯时所受重力和支持力的合力，根据牛顿第二定律求解车厢受到的合外力以及同一乘客对座椅的压力．

    解答 解：A、空中轨道列车拐弯时按设计时速通过时由重力和挂臂对车厢的拉力的合力提供向心力，对空中轨道列车进行受力分析如图有：
    FNcosθ=mg
    所以可得空中轨道列车受到的拉力为：${F}_{N}=\frac{mg}{cosθ}$，故A错误；
    B、如上图可知，列车拐弯时的向心力由重力和拉力的合力提供，即：
    F合=FNsinθ=ma
    所以火车拐弯时的加速度大小为：
    $a=\frac{{F}_{合}}{m}=\frac{{F}_{N}sinθ}{m}=gtanθ$
    又：$a=\frac{{v}^{2}}{R}$
    联立得：tanθ=$\frac{{v}^{2}}{gR}$．故B正确；
    C、如上图可知，列车拐弯时的向心力由重力和拉力的合力提供，即：
    F合=ma=$\frac{m{v}^{2}}{R}$，与速度的平方成正比，所以：分别以$\frac{v}{2}$、v的速率转弯，车厢受到的合外力之比为1：4．故C错误；
    D、乘客对座椅的压力：${F}_{N}′=\sqrt{（m′g）^{2}+（m′a）^{2}}$，可知由于向心加速度不同，所以分别以$\frac{v}{2}$、v的速率转弯，同一乘客对座椅的压力不相等．故D错误．
    故选：B

    点评 正确理解空中轨道列车按设计时速通过弯道时由重力和拉力提供圆周运动向心力，通过受力分析正确求解支持力和向心力及加速度的关系．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    7．下列说法中正确的是（　　）
    A．为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量是量子化的
    B．康普顿效应进一步证实了光的波动特性
    C．经典物理学不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征
    D．天然放射性元素衰变的快慢与化学、物理状态有关

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    8．有两颗绕地球做匀速圆周运动的卫星，它们的轨道半径之比r1：r2=1：4，则它们的周期之比T1：T2=1：8，运行速度之比v1：v2=2：1．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    5．给通电螺线管通以如图所示的电流时，螺线管A端为N极，在螺线管内部磁感线从B指向A．把一个小磁针放在螺线管内部，小磁针的N极指向A．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    12．“天宫一号”围绕地球做匀速圆周运动过程中保持不变的物理量是（　　）
    A．动能B．向心力C．线速度D．向心加速度

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    2．如图所示，长为2L的轻杆上端固定一质量为m的小球，下端用光滑铰链连接于地面上的O点，杆可绕O点在竖直平面内自由转动，定滑轮固定于地面上方L处，电动机由跨过定滑轮且不可伸长的绳子与杆的中点相连，启动电动机，杆从虚线位置绕O点逆时针倒向地面，假设整个倒下去的过程中，杆做匀速转动，则在此过程中（　　）
    A．小球重力做功为2mgLB．绳子拉力做功大于2mgL
    C．重力做功功率逐渐增大D．绳子拉力做功功率先增大后减小

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    9．如图所示，三个完全相同的滑块A、B、C放在倾角均为α的光滑斜面上，A受到沿斜面向上的力F1，B受到水平向右的力F2，C受到与斜面成θ角方向斜向上的力F3．让A、B、C分别静止开始从斜面的底端沿斜面向上以相同的加速度运动到顶端，则到达顶端时力F1、F2、F3的功率关系为（　　）
    A．P1=P2=P3B．P1＞P2=P3C．P3＞P2＞P1D．P1＞P2＞P3

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    5．发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3．轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，卫星在轨道3上P速率大于在轨道2的P速率（填大于，等于或小于），卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于（填大于，等于或小于）它在轨道2上经过Q点时加速度，卫星送入同步圆轨道3后运行周期是24 小时．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    6．2016年2月11日，美国科学家宣布探测到引力波，证实了爱因斯坦100年前的预测，弥补了爱因斯坦广义相对论中最后一块缺失的“拼图”．双星的运动是产生引力波的来源之一，假设宇宙中有一双星系统由a、b两颗星体组成，这两颗星绕它们连线的某一点在万有引力作用下作匀速圆周运动，测得a星的周期为T，a、b两颗星的距离为l、a、b两颗星的轨道半径之差为△r（a星的轨道半径大于b星的），则（　　）
    A．b星的周期为$\frac{l-△r}{l+△r}$TB．a星的线速度大小为$\frac{π（l+△r）}{T}$
    C．a、b两颗星的半径之比为$\frac{l}{l-△r}$D．a、b两颗星的质量之比为$\frac{l+△r}{l-△r}$

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案