1.如图所示,用手掌平托一苹果,保持这样的姿势在竖直平面内按顺时针方向做匀速圆周运动。关于苹果从最高点c到最右侧点d运动的过程,下列说法中正确的是( )
A.手掌对苹果的摩擦力越来越大
B.苹果先处于超重状态后处于失重状态
C.手掌对苹果的支持力越来越小
D.苹果所受的合力越来越大
A [从c到d的过程中,加速度大小不变,加速度在水平方向上的分加速度逐渐增大,根据牛顿第二定律知,摩擦力越来越大,故A正确。从c到d的过程中,加速度大小不变,在竖直方向上的分加速度逐渐减小,方向向下,苹果一直处于失重状态,苹果所受重力和支持力的合力逐渐减小,可知支持力越来越大,故B、C错误。苹果做匀速圆周运动,合力大小不变,方向始终指向圆心,故D错误。故选A。]
2.(2020·全国卷Ⅱ)若一均匀球形星体的密度为ρ,引力常量为G,则在该星体表面附近沿圆轨道绕其运动的卫星的周期是( )
A. B.
C. D.
A [根据万有引力定律有G=m,又M=ρ·,解得T=,B、C、D项错误,A项正确。]
3.超级高铁是一种以“真空钢管运输”为理论核心的交通工具,因其胶囊形外表(如图),被称为胶囊高铁。中国航天科工已启动时速1 000公里“高速飞行列车”的研发项目。如果我国的“高速飞行列车”最高时速达1 080 km,其加速与减速时加速度大小恒为2 m/s2,据此可以推测( )
A.“高速飞行列车”由静止加速到最高时速的时间为540 s
B.“高速飞行列车”由静止加速到最高时速的位移为22.5 km
C.“高速飞行列车”的速度很大,所以拐弯时轨道半径可以小一些
D.北京到上海的距离约为1 080km,假设轨道为直线,“高速飞行列车”一个小时即可从北京到达上海
B [v=1 080 km/h=300 m/s,根据v=0+at,解得t=150 s,选项A错误;根据v2-0=2ax,解得x=22.5 km,选项B正确;根据牛顿第二定律得F=m,“高速飞行列车”的速度很大,拐弯时半径过小,所需的向心力过大,对材料的要求更高,增大拐弯半径,可以减小拐弯所需的向心力,选项C错误;从北京到上海,列车除了以最大速度1 080 km/h匀速行驶外,还需要加速和减速,即使轨道是直线,运行时间也会大于一个小时,选项D错误。]