1.(2021年贵阳质检)太阳神车由四脚的支架吊着一个巨大的摆锤摆动,游客被固定在摆下方的大圆盘A上,如图所示.摆锤的摆动幅度每边可达120°.六台大功率的异步驱动电机同时启动,为游客创造4.3g的加速度,最高可飞跃至15层楼高的高空.如果不考虑圆盘A的自转,根据以上信息,以下说法正确的是( )
A.当摆锤摆至最高点的瞬间,游客受力平衡
B.当摆锤摆至最高点时,游客可体验最大的加速度
C.在摆锤下摆的过程中,摆锤的机械能一定不守恒
D.在摆锤上摆过程中游客体验超重,在下摆过程中游客体验失重
【答案】C
【解析】当摆锤摆至最高点的瞬间,摆锤与游客将开始下降,具有向下的加速度,游客受力不平衡,故A错误;当摆锤摆至最低点时,摆锤的速度最大,向心加速度最大,所以游客可体验最大的加速度,故B错误;当摆锤在下摆的过程中,由于电动机做正功,摆锤的机械能一定不守恒,故C正确;当摆锤在上摆过程中,摆锤向上做减速运动,加速度方向向下,游客体验失重,故D错误.
2.如图所示,两个四分之三圆弧轨道固定在水平地面上,半径R相同,M轨道由金属凹槽制成,N轨道由金属圆管制成,均可视为光滑轨道.在两轨道右侧的正上方分别将金属小球A和B由静止释放,小球距离地面的高度分别用hA和hB表示,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.若hA=hB≥2R,则两小球都能沿轨道运动到轨道的最高点
B.若hA=hB=,由于机械能守恒,两个小球沿轨道上升的最大高度均为
C.适当调整hA和hB,均可使两小球从轨道最高点飞出后,恰好落在轨道右端口处
D.若使小球沿轨道运动并且从最高点飞出,A小球的最小高度为,B小球在hB>2R的任何高度均可
【答案】D
【解析】若小球A恰好能到达M轨道的最高点时,由mg=m,vA=,根据机械能守恒定律得,mg(hA-2R)=mv,解得hA=R;若小球B恰好能到达N轨道的最高点时,在最高点的速度vB=0,根据机械能守恒定律得hB=2R.可见,hA=2R时,A不能到达轨道的最高点,A错误,D正确.若hB=R,B球到达轨道上最大高度时速度为0,小球B在轨道上上升的最大高度等于R,若hA=R,小球A在到达最高点前离开轨道,有一定的速度,由机械能守恒定律可知,A在轨道上上升的最大高度小于R,B错误.小球A从最高点飞出后做平抛运动,下落R高度时,水平位移的最小值为xA=vA=·=R>R,所以小球A落在轨道右端口外侧;而适当调整hB,B可以落在轨道右端口处.因此适当调整hA和hB,只有B球从轨道最大高度飞出后,可能恰好落在轨道右端口处,C错误.