Question

14．我國第一位“太空教師”王亞平通過物理實驗，展示了飛船內部物體在失重（相當于物體不受重力）情況下的物理現象，王亞平將小球偏離豎直位置后，在放手時對小球施加一個垂直于懸線的力（如圖所示），飛船內有空氣，下列相關描述符合實際的是（　　）

• A． 小球在最高點時重力勢能最大
• B． 小球將永遠做速度不變的圓周運動
• C． 轉動過程中，小球的運動狀態不斷變化
• D． 小球最終一定停在圓周的最低點

Answer 1

分析 利用以下知識分析解答：
（1）重力勢能大小的影響因素：質量、被舉得高度．質量越大，高度越高，重力勢能越大．
（2）牛頓第一定律的內容：一切物體在沒有受到任何力的作用時，總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態．
（3）物體總有保持原有運動狀態不變的性質，這種性質叫做慣性．一切物體都有慣性．
（4）力是改變物體運動狀態的原因，運動狀態的改變包括運動方向和運動速度的改變．

解答 解：A、小球在最高點時高度最大，所以重力勢能最大，故A正確；
B、對小球進行受力分析可知，將小球偏離豎直位置后，在放手時對小球施加一個垂直于懸線的力，此時小球不受重力作用，但還受到細線的拉力，因為力是改變物體運動狀態的原因，所以，如果不存在空氣阻力，小球由于慣性將永遠做速度不變的圓周運動，但因為存在空氣阻力，所以轉動過程中，小球的運動速度越來越小．故B錯誤；
C、轉動過程中，小球的運動速度越來越小，方向也不斷變化，所以小球的運動狀態不斷變化，故C正確；
D、因為飛船內部物體在失重（相當于物體不受重力）情況，所以小球最終不一定停在圓周的最低點，故D錯誤．
故選AC．

點評 本題考查了在失重狀態下，物體的運動狀態，有一定難度，關鍵要理解慣性的含義，能夠利用牛頓第一定律分析．