科技馆中，有一个模拟万有引力的装置。在如图1所示的类似锥形漏斗固定的容器中，有两个小球在该容器表面上绕漏斗中心轴做水平圆周运动，其运行能形象地模拟了太阳系中星球

题型：不详难度：来源：

科技馆中，有一个模拟万有引力的装置。在如图1所示的类似锥形漏斗固定的容器中，有两个小球在该容器表面上绕漏斗中心轴做水平圆周运动，其运行能形象地模拟了太阳系中星球围绕太阳的运行。图2为示意图，图3为其模拟的太阳系运行图。图2中离中心轴的距离相当于行星离太阳的距离。

（1）在图3中，设行星A₁和B₁离太阳距离分别为r₁和r₂，求A₁和B₁运行速度大小之比。
（2）在图2中，若质量为m的A球速度大小为v，在距离中心轴为x₁的轨道面上旋转，由于受到微小的摩擦阻力，A球绕轴旋转同时缓慢落向漏斗中心。当其运动到距离中心轴为x₂的轨道面时，两轨道面之间的高度差为H。求此过程中A球克服摩擦阻力所做的功。

答案

（1）

（2）

解析

试题分析：（1）设A₁和B₂的质量分别为m₁和m₂，
根据万有引力定律和牛顿运动定律：

①

②）3分
由①②得

③1分
（2)设小球距离中心轴x₂的轨道面速度为v′,由于小球模拟行星运动，则有：

④1分
由动能定理：

⑤，2分解得：

⑥1分
点评：解决本题的关键掌握万有引力公式

，以及会通过动能定理求解复杂过程中功能的变化．

举一反三

如图所示，半径R=0.4m的圆盘水平放置，绕竖直轴OO’匀速转动，在圆心O正上方h=0.8m高处固定一水平轨道，与转轴交于O’点。一质量m=1kg的小车（可视为质点）可沿轨道运动，现对其施加一水平拉力F=4N，使其从O’左侧2m处由静止开始沿轨道向右运动。当小车运动到O’点时，从小车上自由释放一小球，此时圆盘的半径OA正好与轨道平行，且A点在O的右侧。小车与轨道间的动摩擦因数μ=0.2，g取10m/s²。

（1）若小球刚好落到A点，求小车运动到O’点的速度大小；
（2）为使小球刚好落在A点，圆盘转动的角速度应为多大？
（3）为使小球能落到圆盘上，小车在水平拉力F作用时运动的距离范围应为多大？

题型：不详难度：| 查看答案

一项人体飞镖项目，简化模型如图所示。某次运动中，手握飞镖的小孩用不可伸长的细绳系于天花板下，在A处被其父亲沿垂直细绳方向推出，摆至最低处B时小孩松手，飞镖依靠惯性飞出击中竖直放置的圆形靶最低点D点，圆形靶的最高点C与B在同一高度，C、O、D在一条直径上，A、B、C三处在同一竖直平面内，且BC与圆形靶平面垂直。已知飞镖质量m=1kg，BC距离s=8m，靶的半径R=2m，AB高度差h=0.8m，g取10m/s²。不计空气阻力，小孩和飞镖均可视为质点。

（1）求孩子在A处被推出时初速度v₀的大小；
（2）若小孩摆至最低处B点时沿BC方向用力推出飞镖，飞镖刚好能击中靶心，求在B处小孩对飞镖做的功W;
（3）在第(2)小题中，如果飞镖脱手时沿BC方向速度不变，但由于小孩手臂的水平抖动使其获得了一个垂直于BC的水平速度v，要让飞镖能够击中圆形靶，求v的取值范围。

题型：不详难度：| 查看答案

如图所示，一物体分别沿AO、BO轨道由静止滑到底端，物体与轨道间的动摩擦因数相同，物体克服摩擦力做功分别为W₁和W₂，滑到底端时的速度大小为v₁、v₂，则(　　)

A．W₁>W₂　　v₁>v₂	B．W₁＝W₂
C．W₁<W₂v₁<v₂	D．W₁＝W₂v₁<v₂

题型：不详难度：| 查看答案

如图所示，光滑绝缘竖直细杆与以正点电荷O为圆心的圆周交于B、C两点。一质量m、带电量为-q的空心小球从杆上A点无初速下落。设AB =" BC" = h，小球滑到B点的速度为

试求：

（1）小球滑至C点的速度；
（2）A、C两点的电势差。

题型：不详难度：| 查看答案

如图所示，π形光滑金属导轨与水平地面倾斜固定，空间有垂直于导轨平面的磁场，将一根质量为m的金属杆ab垂直于导轨放置。金属杆ab从高度h₂处从静止释放后，到达高度为h₁的位置（图中虚线所示）时，其速度为v，在此过程中，设重力G和磁场力F对杆ab做的功分别为W_G和W_F，那么

A．mv²/2=mgh₁－mgh₂

B．mv²/2=W_G+W_F

C．mv²/2>W_G+W_F

D．mv²/2<W_G+W_F

题型：不详难度：| 查看答案