1.(2022·重庆八中高三模拟)如图所示为一款“乒乓球训练器”,整个装置由金属底座、支撑杆、高弹性轻质软杆及固定在软杆一端的乒乓球构成,训练时底座保持静止,在某次击球后,乒乓球以某一初速度从A点开始运动经最高点B后继续运动。不计空气阻力,关于该过程,下列说法正确的是( A )
A.从A到B的过程中,软杆对乒乓球的弹力一直做正功
B.运动到B点时,乒乓球所受合力为零
C.地面对金属底座的支持力始终等于整个装置的总重力
D.地面对金属底座的摩擦力始终为零
[解析] 软杆有恢复形变方向上的弹力,故A到B过程软杆对乒乓球的弹力一直做正功;运动到B点时,做变速圆周运动故合外力不为零,故A正确,B错误;由于乒乓球在竖直方向上不是匀速运动,杆对乒乓球在竖直方向上的力是变化的,因此地面对底座在竖直方向的支持力也是变化的,故C错误;由于乒乓球在水平方向做变速运动,因此杆对乒乓球在水平方向的力不为零,再对底座进行受力分析可知,地面对底座的摩擦力也不会始终为零,故D错误。
2.如图所示,虚线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示地球卫星的三条轨道,其中轨道Ⅰ为与第一宇宙速度7.9 km/s对应的近地环绕圆轨道,轨道Ⅱ为椭圆轨道,轨道Ⅲ为与第二宇宙速度11.2 km/s对应的脱离轨道,a、b、c三点分别位于三条轨道上,b点为轨道Ⅱ的远地点,b、c点与地心的距离均为轨道Ⅰ半径的2倍,则( D )
A.卫星在轨道Ⅱ的运行周期为轨道Ⅰ的2倍
B.卫星经过a点的速率为经过b点的倍
C.卫星在a点的加速度大小为在c点的2倍
D.质量相同的卫星在b点的机械能小于在c点的机械能
[解析] 由开普勒第三定律可得=,a2=R1,解得=,A错误;由万有引力定律得G=m,解得v=,由上式可知,若卫星经过b点是做匀速圆周运动,则卫星经过a点的速率为卫星经过b点的速率的倍,而图中b点所在的轨道不是匀速圆周运动轨道,B错误;根据G=ma,得a=,卫星在a点的加速度大小为在c点的4倍,C错误;设卫星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轨道交点处的引力势能为Ep,在b点的机械能为Eb,在c点的机械能为Ec,根据机械能守恒定律得Eb=Ep+EkⅡ,Ec=Ep+EkⅢ,从轨道Ⅱ变到轨道Ⅲ,在交点处要点火加速,则有EkⅡ<EkⅢ,所以Eb<Ec,所以质量相同的卫星在b点的机械能小于在c点的机械能,D正确。