1、 第第 14 节节 匀速圆周运动匀速圆周运动 【2019 年物理江苏卷】如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动座舱的质量为 m，运动半径为 R，角速度大小为 ，重力加速度为 g，则座舱 A. 运动周期为 2R B. 线速度的大小为 R C. 受摩天轮作用力的大小始终为 mg D. 所受合力的大小始终为 m2R 【答案】BD 【解析】 【详解】由于座舱做匀速圆周运动，由公式 2 T ，解得： 2 T ，故 A 错误；由圆周运动的 线速度与角速度的关系可知，vR，故 B 正确；由于座舱做匀速圆周运动，所以座舱受到摩天 轮的作用力是变力，不可能始终为mg，故 C 错误；由匀速圆周运动的
2、合力提供向心力可得： 2 FmR 合 ，故 D正确。 1. 2011 年理综天津卷年理综天津卷 8质量为 m 的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆 周运动。已知月球质量为 M，月球半径为 R，月球表面重力加速度为 g，引力常量为 G，不考虑月 球自转的影响，则航天器的 A线速度 GM v R B角速度wgR C运行周期 2 R T g D向心加速度 2 Gm a R 答：AC 【解析】万有引力提供卫星做圆周运动的向心力，代入相关公式即可。 2. 2013 年北京卷年北京卷 18某原子电离后其核外只有一个电子，若该电子在核的静电力作用下绕核做匀 速圆周运动，那么电子运动 A半
3、径越大，加速度越大 B半径越小，周期越大 C半径越大，角速度越小 D半径越小，线速度越小 【答案】C 【 解析】电子绕原子核做匀速圆周运动，库仑力充当向心力，有 2 2 22 2 4 mr T mma r v m r eQ k，结合以上关系式分析各选项可知半径越大，加速度越小，角 速度越小；半径越小，周期越小，线速度越大，只有选项 C 正确。 3. 2014 年物理上海卷年物理上海卷 13.如图，带有一白点的黑色圆盘，可绕过其中心、垂直于盘面的轴匀速转动，每秒沿顺时针方向旋 转 30 圈。在暗室中用每秒闪光 31 次的频闪光源照射圆盘，观察到白点每 秒沿 （ ） A顺时针旋转 31 圈 B逆时
4、针旋转 31 圈 C顺时针旋转 1 圈 D逆时针旋转 1 圈 【答案】D 【解析】根据题意知圆盘转的的周期大于闪光时间间隔，所以 1s 内观察到圆盘沿逆时针转动了一 周，D 项正确。 4. 2014 年理综新课标卷年理综新课标卷 17.如图，一质量为 M 的光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直平面内；套在大圆环上的质量为 m 的 小环（可视为质点） ，从大圆环的最高处由静止滑下，重力加速度为 g。当小 圆环滑到大圆环的最低点时，大圆环对轻杆拉力的大小为： （ ） A. Mg-5mg B. Mg+mg C. Mg+5mg D. Mg+10mg 【答案】 C 【解析】小圆环到达大圆环最低点时满足：Rm
5、gmv2 2 1 2 ，对小圆环在 最低点，由牛顿定律可得： R mv mgFN 2 ；对大圆环，由平衡条件可知： NT FMgF，解 得mgMgFT5，选项 C 正确。 5.2014 年理综安徽卷年理综安徽卷 19如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定的角速度 转动，盘面上离转 轴距离 2.5m 处有一小物体与圆盘始终保持相对静止。物体与盘面间 的动摩擦因数为 3 2 （设最大静摩擦力等于滑动摩擦力） ，盘面与水 平面的夹角为 300，g 取 10m/s2。则 的最大值是 （ ） Arad/s5 Brad/s3 300 Crad/s01. Drad/s50. 【答案】C 【
6、解析】由于小物体随匀质圆盘做圆周运动，其向心力由小物体受到的指向圆心的合力提供，在最 下端时指向圆心的合力最小。根据牛顿第二定律：rmsinmgFf 20 30，又 0 30cosmgFF mf ，解得rad/s01.，要使小物体与圆盘始终保持相对静止，则 的最大 值是rad/s01.。C 正确。 6.2018 年江苏卷年江苏卷 6火车以 60 m/s 的速率转过一段弯道，某乘客发现放在桌面上的指南针在 10 s 内 匀速转过了约 10 。在此 10 s 时间内，火车 （ AD ） A运动路程为 600 m B加速度为零 C角速度约为 1 rad/s D转弯半径约为 3.4 km 解析：圆周运
7、动的弧长 s=vt=60 10m=600m，选项 A正确；火车转弯是圆周运动，圆周运动是变速 运动，所以合力不为零，加速度不为零，故选项 B错误；由题意得圆周运动的角速度 rad/s 180 3.14 3.14rad/s 10180 10 t v ，又rv，所以 3439mm180 14. 3 60 v r ， 故选项 C 错误、D正确。 7.2018 年浙江卷（年浙江卷（4 月选考）月选考）4A、B 两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动（如图） ，在相同的时间 内，它们通过的路程之比是 4:3,运动方向改变的角度之比是 3:2，则它们 （ A ） A线速度大小之比为 4:3 B角速度大小之比为 3
8、:4 C圆周运动的半径之比为 2:1 D向心加速度大小之比为 1:2 解析：圆周运动中线速度定义为单位时间内转过的圆弧长，即 t s v ， 所以线速度之比为 4：3，选项 A 正确；角速度定义为单位时间内转过的弧度角，即 t ，且运动方向改变 角度等于圆心角，所以角速度之比为 3：2，B 错；半径 v R ， 即半径之比为 8：9，C 错； 向心加速度vRa 2 ，即向心加速度之比为 2：1，选项 D 错。 8. 2013 年广东卷年广东卷 14.如图 3，甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为 M 和 2M 的行星做匀 速圆周运动，下列说法正确的是 A.甲的向心加速度比乙的小 B.甲的
9、运行周期比乙的小 C.甲的角速度比乙的大 D.甲的线速度比乙的大 M 乙 甲 2M 图 3 答：A 解析：由万有引力提供向心力得：r T mmarm r v m r Mm G 2 2 2 2 2 4 ，变形得： 2 r GM a r GM v 3 r GM GM r T 3 2 只有周期 T 和 M 成减函数关系， 其他三个 a v 和 M 成增函数关系,故选 A 9. 2012 年理综广东卷年理综广东卷 17.图 4 是滑道压力测试的示意图，光滑圆弧轨道与光滑斜面相切，滑道底部 B 处安装一个压力传 感器， 其示数 N 表示该处所受压力的大小， 某滑块从斜面上 不同高度 h 处由静止下滑，通
10、过 B 时，下列表述正确的有 A. N 小于滑块重力 B. N 大于滑块重力 C. N 越大表明 h 越大 D. N 越大表明 h 越小 【解析】选 BC。由动能定理 2 2 1 mvmgh 可求出物由斜面上 h 高度处下滑到达 B 处时的速度 ghv2，从 B 处进入圆弧轨道后物做圆周运动，在 B 处，由牛顿第二定律及向心力的公式得 R v mmgN 2 ，故) 2 1 ( 2 R h mg R v mmgN。再由牛顿第三定律可知 BC 正确。 10. 2013 年新课标年新课标 II 卷卷 21公路急转弯处通常是交通事故多发地带。如图，某公路急转弯处是一圆 弧， 当汽车行驶的速率为 vc时
11、， 汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的 趋势。则在该弯道处， A路面外侧高内侧低 B车速只要低于 vc，车辆便会向内侧滑动 C车速虽然高于 vc，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外 侧滑动 D当路面结冰时，与未结冰时相比，vc的值变小 答：AC 解析：车辆在经过急转弯处可看作是圆周运动，需要受到指向弯道内侧的向心力，当路面外侧高内 侧低时，车辆经过时重力沿路面有指向内侧的水平分力，如图所示，当此分力恰好等于汽车所受向 心力即 2 tan c mgm R v ，汽车就恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，A 项正确；若车速小于 vc， 2 tan c mgm R v ，汽车有向内侧滑动的趋势，车
12、轮受到向外的摩擦力，只要此摩擦力小于车轮与 图4 O B h 内侧 外侧 公 路 地面间最大静摩擦力，车辆就不会向内滑动，B 错；同理，当车速高于 vc，车轮受到的摩擦力向外 侧，只要摩擦力小于最大静摩擦力，车辆便不会向外滑动，C 项正确；vc是车轮刚好不受地面侧向 摩擦力时的速度，因此与路面是否结冰无关，D 错。 11. 2013年江苏卷年江苏卷 2. 如图所示,“旋转秋千”中的两个座椅A、B 质量相等,通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上. 不考 虑空气阻力的影响,当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时,下列说法正确的是 (A)A 的速度比B 的大 (B)A 与B 的向心加速度大小相等 (C)悬
13、挂A、B 的缆绳与竖直方向的夹角相等 (D)悬挂A 的缆绳所受的拉力比悬挂B 的小 答案：D 解析：当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时，A 与 B 的角速度相等，A 的半径比 B 的小， 由 vr，可得 A 的速度比 B 的小，故 A 错；由 a=2r 得，A 的向心加速度比 B 的小，故 B 错； 座椅受重力 mg 和拉力 T，mgtan=m2r，A 与竖直方向的夹角比 B 的小，故 C 错； 拉力 cos mg T 向 ，悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小，故D对。 12.2015 年理综福建卷年理综福建卷 17. 如图，在竖直平面内，滑道 ABC 关于 B 点对称，且 A、B、C 三点在
14、同 一水平线上。若小滑块第一次由 A 滑到 C，所用时间为 t1，第二次由 C 滑到 A，所用时间为 t2，小 滑块两次的初速度大小相同且运动过程始终沿着滑道滑行，小滑块与滑道的动摩擦因数恒定，则 （ A ） At1t2 D无法比较 t1、t2的大小 解析：在 AB 段，根据牛顿第二定律 R v mFmg N 2 ，速度越大，滑块受支持力越小，摩擦力就越 小，在 BC 段，根据牛顿第二定律 R v mmgFN 2 ，速度越大，滑块受支持力越大，摩擦力就越大， 由题意知从 A 运动到 C 相比从 C 到 A，在 AB 段速度较大，在 BC 段速度较小，所以从 A 到 C 运动 过程受摩擦力较小，
15、用时短，所以 A 正确。 13.2015 年理综天津卷年理综天津卷 4、未来的星际航行中，宇航员长期处于零重力状态，为缓解这种状态带来的 不适，有人设想在未来的航天器上加装一段圆柱形“旋转舱”，如图所示，当旋转舱绕其轴线匀速旋 转时，宇航员站在旋转舱内圆柱形侧壁上，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力，为达 到上述目的，下列说法正确的是 （ B ） A、旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越大 B、旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越小 A B A B C 旋转舱 C、宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越大 D、宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越小 解析：在外太空，宇航员处于完全失重状态
16、，所以在旋转舱中不需要考虑地球引力作用，宇航员在 旋转舱中做圆周运动所需要的向心力由侧壁支持力提供，根据题意有 2 mrmgFN，故可知 r 1 ，转动的角速度与宇航员质量无关，选项 C、D 错误；旋转舱的旋转半径越大，转动的角 速度就应越小，故选项 A 错 B 正确。 14. 2014 年理综新课标卷年理综新课标卷 20如图所示，两个质量均为 m 的小木块 a 和 b（可视为质点）放在水平圆盘上，a 与转轴 OO的 距离为 l，b 与转轴的距离为 2l.木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的 k 倍，重力加速度大 小为 g，若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用 表示圆盘转动的角速度下列
17、说法正确的 是 （ ） Ab 一定比 a 先开始滑动 Ba、b 所受的摩擦力始终相等 C l kg 2 是 b 开始滑动的临界角速度 D当 l kg 3 2 时，a 所受摩擦力的大小为 kmg 【答案】AC 【解析】 a 与 b 所受的最大摩擦力相等，而 b 需要的向心力较大，所以 b 先滑动，A 项正确；在滑 动之前，a、b 各自受到的摩擦力等于其向心力，Rmf 2 滑 ，由于木块 b 的半径大，因此发生滑 动前 b 受到的摩擦力大于 a 受到的摩擦力，B 项错误；处于临界状态时 kmgm2 r，解得 a 开始滑 动时的角速度 l kg a ，b 开始滑动时的角速度 l kg b 2 ， C
18、 项正确； l kg 3 2 小于 a 的 临界角速度，a 所受摩擦力没有达到最大值 ，D 项错误 15. 2013 年重庆卷年重庆卷 8 （16 分）如题 8 图所示，半径为 R 的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转 台转轴与过陶罐球心 O 的对称轴 OO 重合。转台以一定角速度 匀速转动。一质量为 m 的小物块 落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对 罐壁静止，它和 O 点的连线与 OO 之间的夹角 为 60 。重力 加速度大小为 g。 若 =0，小物块受到的摩擦力恰好为零，求 0； =(1 k)0，且 0k 1，求小物块受到的摩擦力大小和方 a b O O
19、 m O O R 转台 陶罐 题 8 图 向。 解析： （1）对 m， 60sin60sin 2 0R mN mgN60cos 解得 Rg2 0 （2）当 0 -1）（k时， 物块有向内运动的趋势， 静摩擦力沿切线向上 60sin60cos60sin 2 0R m-fN mgfN60cos60cos 解得 mg kk f 2 )2(3 同理当 0 1）（k时, 静摩擦力沿切线向下，mg k)k( f 2 23 16.2015 年年上海上海卷卷 18如图，质量为 m 的小球用轻绳悬挂在 O 点，在水平恒力 F=mgtan 作用下， 小球从静止开始由 A 经 B 向 C 运动。则小球 （ ACD
20、） （A）先加速后减速 （B）在 B 点加速度为零 （C）在 C 点速度为零 （D）在 C 点加速度为 gtan 解析：根据动能定理有0 2 1 212 2 C mv)cos(mgLsinLtanmg，解得 vC=0，所以小球先 加速后减速运动，故 A、C 正确；小球做圆周运动在 B 点有向心加速度，故 B 错误；在 C 点时因 为速度为零，所以向心力为零，即指向圆心的合力为 0，沿切线方向的合力为 tanmgcostanmgsinmgFt22，所以在 C 点的加速度为 gtan，故 D 正确。 17.2015 年理综山东卷年理综山东卷 23如图甲所示，物块与质量为 m 的小球通过不可伸长的轻
21、质细绳跨过两等 高定滑轮连接。物块置于左侧滑轮正下方的表面水平的压力传感装置上，小球与右侧滑轮的距离为 l. 开始时物块和小球均静止，将此时传感装置的示数记为初始值。现给小球施加一始终垂直于 l 段 细绳的力，将小球缓慢拉起至细绳与竖直方向成 60 角，如图乙所示，此时传感装置的示数为初始 值的 1.25 倍；再将小球由静止释放，当运动至最低 位置时，传感装置的示数为初始值的 0.6 倍。不计滑 轮的大小和摩擦，重力加速度的大小为 g。求： （1）物块的质量； （2）从释放到运动至最低位置的过程中，小球克服 空气阻力所做的功。 【答案】 （1）3m； （2）0.1mgl m l 60 m l
22、图甲 图乙 B A C F O 解析： （1）设物块质量为 M，开始时，设压力传感器读数为 F0，则 F0-mg=Mg 当小球被抬高 60 角时，对小球，根据平行四边形法则可得：T=mgcos60 此时对物块：1.25F0-T=Mg， 解得 M=3m， F0 =2mg， （2）当小球摆到最低点时，对物块：0.6F0-T1=Mg ，对小球， r v mmgT 2 1 对小球摆到最低点的过程，根据动能定理可知： 2 1 (1 cos60 ) 2 f mglWmv o ， 联立解得：Wf=0.1mgl2 18.2015 年理综浙江卷年理综浙江卷 19.如图所示为赛车场的一个水平“U”形弯道，转弯处为
23、圆心在 O 点的半圆， 内外半径分别为 r 和 2r。 一辆质量为 m 的赛车通过 AB 线经弯道到达 A B 线， 有如图所示的 三条路线，其中路线是以 O 为圆心的半圆，OO =r。赛车沿圆弧路线行驶时，路面对轮胎的最 大径向静摩擦力为 Fmax。 选择路线， 赛车以不打滑的最大速率通过弯道 （所选路线内赛车速率不变， 发动机功率足够大） ，则 （ ACD ） A选择路线，赛车经过的路程最短 B选择路线，赛车的速率最小 C选择路线，赛车所用时间最短 D三条路线的圆弧上，赛车的向心加速度大小相等 解析：路线的路程为 1 1 222 2 srrrr，路线的路程 为 2 1 22222 2 sr
24、rrr， 路线的路程为 3 2sr， 故选择路线， 赛车经过的路程最短， A 正确；因为运动过程中赛车以不打滑的最大速率通过弯道，即最大径向静摩擦力充当向心力，所 以有 max Fma，所以运动的向心加速度相同，根据公式 2 max v Fm R 可得 max FR v m ，即半径越大， 速度越大，路线的速率最小，B 错误 D 正确；因为 132 sss， 132 vvv，结合 max FR v m ， 根据公式 s t v 可得选择路线，赛车所用时间最短，选项 C 正确。故选 ACD。 19.2016 年新课标年新课标卷卷 16小球 P 和 Q 用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P 球的质量
25、大于 Q 球的 质量，悬挂 P 球的绳比悬挂 Q 球的绳短。将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示。将两球 由静止释放，在各自轨迹的最低点， AP 球的速度一定大于 Q 球的速度 BP 球的动能一定小于 Q 球的动能 CP 球所受绳的拉力一定大于 Q 球所受绳的拉力 DP 球的向心加速度一定小于 Q 球的向心加速度 O B O A A B r 2r P Q 【答案】C 【解析】 小球摆动至最低点由动能定理： 2 1 2 mgLmv， 可得：2vgL， 因 PQ LL， 故 PQ vv， 选项A错误； 由 k EmgL， 因 PQ mm， 则动能无法比较， 选项B错误； 在最低点， 2 T v
26、 Fmgm L ， 可得3 T Fmg，选项 C 正确； 2 2 v ag L ，两球的向心加速度相等，选项 D 错误，故选 C。 20.2016 年四川卷年四川卷 3. 国务院批复，自 2016 年起将 4 月 24 日设立为“中国航天日”。1970 年 4 月 24 日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为 440 km，远地点高度约为 2060 km；1984 年 4 月 8 日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空 35786 km 的地球同步轨道上。设东方红一号在远地点的加速度为 a1，东方红二号的加速度为 a2，固定在地球赤道上的物体随
27、地球自 转的加速度为 a3，则 a1、a2、a3的大小关系为 A.a2a1a3 B. a3a2a1 C. a3a1a2 D. a1a2a3 【答案】D 【解析】东方红二号和固定在地球赤道上的物体转动的角速度相同，根据 a=2r 可知 a2a3；根据 ma r Mm G 2 可知 a1a2，故选 D。 21.2016 年海南卷年海南卷 3.如图，光滑圆轨道固定在竖直面内，一质量为 m 的小球沿轨道做完整的圆周运 动。 已知小球在最低点时对轨道的压力大小为 N1， 在高点时对轨道的压力大 小为 N2.重力加速度大小为 g，则 N1N2的值为 A3mg B4mg C5mg D6mg 【答案】D 【解
28、析】设小球在最低点速度为 1v ，在最高点速度为 2v ，在根据牛顿第二定律： 在最低点： 2 1 1 mgm R v N 在最高点： 2 2 2 mgm R v N 同时从最高点到最低点，根据动能定理： 22 12 11 2 22 mgRmm vv 联立以上三个方程式可以得到： 12 6NRNmg，故选项 D 正确。 22.2016 年年上海上海卷卷 16.风速仪结构如图(a)所示。光源发出的光经光纤传输，被探测器接收，当风轮旋 转时，通过齿轮带动凸轮圆盘旋转，当圆盘上的凸轮经过透镜系统时光被遮挡。已知风轮叶片转动 半径为 r，每转动 n 圈带动凸轮圆盘转 动一圈。若某段时间 t 内探测器接
29、收 到的光强随时间变化关系如图(b)所示， 则该时间段内风轮叶片 (A)转速逐渐减小，平均速率为 t nr 4 (B)转速逐渐减小，平均速率为 t nr 8 (C)转速逐渐增大，平均速率为 t nr 4 (D)转速逐渐增大，平均速率为 t nr 8 【答案】B 【解析】据题意，从 b 图可以看出，在 t 时间内，探测器接收到光的时间在增长，圆盘凸轮的挡 光时间也在增长，可以确定圆盘凸轮的转动速度在减小；在 t 时间内可以从图看出有 4 次挡光， 即圆盘转动 4 周，则风轮叶片转动了 4n 周，风轮叶片转过的弧长为rnl24 ，叶片转动的平均 速率为： t nr v 8 ，故选项 B 正确。 2
30、3.2016 年浙江卷年浙江卷 20.如图所示为赛车场的一个“梨形”赛道，两个弯道分别为半径 R=90m 的大圆弧 和 r=40m 的小圆弧，直道与弯道相切。大、小圆弧圆心 O、O 距离 L=100m。赛车沿弯道路线行驶 时，路面对轮胎的最大径向静摩擦力是赛车重力的 2.25 倍，假设赛车在直道上做匀变速直线运动， 在弯道上做匀速圆周运动，要使赛车不打滑，绕赛道一圈时间 最短（发动机功率足够大，重力加速度 g=10m/s2,=3.14） 。 A在绕过小圆弧弯道后加速 B在大圆弧弯道上的速率为 45 m/s C在直道上的加速度大小为 5.63 m/s2 D通过小圆弧弯道的时间为 5.85 s 【
31、答案】AB 【解析】在弯道上做匀速圆周运动时，根据牛顿定律 2 m v kmgm r ，故当弯道半径 时，在弯道上的 最大速度是一定的，且在大弯道上的最大速度大于小弯道上的最大速度，故要想时间最短，故可在 绕过小圆弧弯道后加速，选项 A 正确； t 图（b） t 光强 O r 风轮 凸轮圆盘 透镜系统 光纤 光源 探测器 图（a） O O R L r 在大圆弧弯道上的速率为2.25 10 90/45/ mR vkgRm sm s，选项 B 正确； 直道的长度为 22 ()50 3xLRrm， 在小弯道上的最大速度：2.25 10 40/30/ mr vkgrm sm s， 故在在直道上的加速度
32、大小为 2222 22 4530 /6.50/ 22 50 3 mRmr vv am sm s x ，选项 C 错误； 由几何关系可知，小圆弧轨道的长度为 2 3 r ， 通过小圆弧弯道的时间为 2 2 3.14 40 3 2.80 3 30 mr r tss v ，选项 D 错误；故选 AB 24.2016 年天津卷年天津卷 3、我国即将发射“天宫二号”空间实验室，之后发生“神舟十一号”飞船与“天宫二 号”对接。 假设“天宫二号”与“神舟十一号”都围绕地球做匀速圆周运 动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是 A、使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空 间实验室实
33、现对接 B、使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速 等待飞船实现对接 C、飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近 时实现对接 D、飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近 时实现对接 【答案】C 【解析】若使飞船与空间站在同一轨道上运行，然后飞船加速，则由于向心力变大，故飞船将脱离 原轨道而进入更高的轨道，不能实现对接，选项 A 错误；若使飞船与空间站在同一轨道上运行，然 后空间站减速，则由于向心力变小，故空间站将脱离原轨道而进入更低的轨道，不能实现对接，选 项 B 错误；要想实现对接，可使飞
34、船在比空间试验室半径较小的轨道上加速，然后飞船将进入较高 的空间试验室轨道，逐渐靠近空间站后，两者速度接近时实现对接，选项 C 正确；若飞船在比空间 试验室半径较小的轨道上减速，则飞船将进入更低的轨道，从而不能实现对接，选项 D 错误；故选 C. 25.2017 年江苏卷年江苏卷 5如图所示，一小物块被夹子夹紧，夹子通过轻绳悬挂在小环上，小环套在水平 光滑细杆上，物块质量为 M，到小环的距离为 L，其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为 F，小环 和物块以速度 v 向右匀速运动，小环碰到杆上的钉子 P 后立刻停止，物块向上摆动，整个过程中， 物块在夹子中没有滑动，小环和夹子的质量均不计，重力加速度
35、为 g. 下列说法正确的是 （ D ） （A）物块向右匀速运动时，绳中的张力等于 2F （B）小环碰到钉子 P 时，绳中的张力大于 2F （C）物块上升的最大高度为 2 2v g （D）速度 v 不能超过 (2)FMg L M 解析：由题意知，F 为夹子与物块间的最大静摩擦力，但在实际运动过程中，夹子与物块间的静摩 擦力没有达到最大，故物块向右匀速运动时，绳中的张力等于 Mg，不等于 2F，A 错误；环碰到钉 子时，物块做圆周运动， L v MMgFT 2 ，绳中的张力大于物块的重力 Mg，当绳中的张力大于 2F 时，物块将从夹子中滑出，即 L v MMgF 2 2 ，此时速度 M LMgF v )2( ，故 B 错误；D 正 确；物块上升的最大高度为 g v h 2 2 ，所以 C 错误。 M P v L 夹子
