精品解析：福建省泉州市永春第一中学2023-2024学年高一下学期4月期中物理试题

2023~2024学年下学期高一年期中考（物理方向）物理试卷 考试时间：75分钟 试卷总分：100分 一、选择题（1-6题为单选，7-11题为双选，每题4分，双选题漏选得2分，共计44分） 1. 某高一男生从教学楼一楼走到二楼，他需克服重力做功大约为（　　） A. B. C. D. 2. 物体做曲线运动的条件为（ ） A. 物体所受合外力为恒力 B. 物体所受合外力为变力 C. 物体所受合外力的方向与速度的方向不在同一条直线上 D. 物体所受合外力的方向与加速度的方向不在同一条直线上 3. 如图所示的皮带传动装置中，甲轮的轴和塔轮丙和乙的轴均为水平轴，其中，甲、丙两轮半径相等，乙轮半径是丙轮半径的一半。A、B、C三点分别是甲、乙、丙三轮的边缘点，若传动中皮带不打滑，则（　　） A. A、B两点的线速度大小之比为2：1 B. B、C两点的角速度大小之比为1：2 C. A、B两点的向心加速度大小之比为2：1 D. A、C两点的向心加速度大小之比为1：4 4. 如图，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是（ ） A. 甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒 B. 乙图中，A置于光滑水平面，物体B沿光滑斜面下滑，物体B机械能不守恒 C. 丙图中，不计任何阻力时A加速下落、B加速上升过程中，A的机械能守恒 D. 丁图中，系在橡皮条一端的小球向下摆动时，小球的机械能守恒 5. 质量为m的物体A放在光滑的水平桌面上，用不可伸长的细绳绕过光滑的定滑轮与质量为4m的B物体相连，如图。当绳拉直时让B无初速落下h高度时（h小于桌面高度H，B物体没有落地），A物体在桌面上运动的速率是（ ） A. B. C. D. 6. 如图所示，甲、乙两位同学同时在等高处抛出手中的篮球A、B，A以速度v0斜向上抛出，B竖直向上抛出，当A到达最高点时恰与B相遇。不计空气阻力，重力加速度为g，则（　　） A. B从抛出到最高点前相对于A水平向左做匀速运动 B. 相遇时B的速度可能不为零 C. B从抛出到最高点的时间为 D. 从抛出到相遇，B的速度变化量比A的大 7. 如图，在竖直平面内有半径为r和R（）的两个光滑半圆形槽，其圆心在同一水平面上，质量相等的两小球分别自半圆形槽左边缘的最高点无初速度地释放，在接下来的运动过程中，两小球（ ） A. 经过最低点时机械能相等 B. 经过最低点时动能相等 C. 经最低点时受到的支持力大小相等 D. 经最低点时受到的支持力大小不相等 8. 如图，两个质量均为的小木块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。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，下列说法正确的是（　　） A. b一定比a先开始滑动 B. a、b所受摩擦力始终相等 C. 是b开始滑动的临界角速度 D. 当时，a所受摩擦力大小为 9. 如图所示，半径为R的半球形凹槽固定在水平地面上，一不可伸长的轻绳跨过A点的小定滑轮，绳的一端连着人，另一端连着可视为质点的小球，此时小球处于半球形凹槽最低点B，当人以1m/s的速度向左匀速直线运动，定滑轮及凹槽内侧均光滑，小球沿着凹槽由B运动至图中C点的过程中（　　） A. 小球速度先增大后减小 B. 小球速度最大值等于 C. 小球机械能逐渐增大 D. 小球机械能先增大后减小 10. 物体在平行于斜面向上拉力F的作用下，沿固定斜面从A点运动到B点。该过程中拉力F做功20J，克服重力做功10J，克服摩擦阻力做功5J，则下列说法正确的是（　　） A. 物体的机械能增加了5J B. 物体的重力势能增加了10J C. 物体的动能增加了15J D. 物体的动能增加了5J 11. 如图，某次空中投弹军事演习中，战斗机以恒定速度沿水平方向飞行，先后释放A、B两颗炸弹，分别击中倾角为θ的山坡上的M点和N点，释放A、B两颗炸弹的时间间隔为，此过程中飞机飞行的距离为；先后击中M、N的时间间隔为，M、N两点间水平距离为，A炸弹到达山坡的M点位移垂直斜面，B炸弹是垂直击中山坡N点的。不计空气阻力，重力加速度为g。下列正确的是（ ） A. A炸弹在空中飞行的时间为 B. B炸弹在空中飞行的时间为 C. D. 二、填空题（本题共2小题，每空2分，共10分） 12. 如图，在“水流星”的杂技表演中，表演者的手到碗的距离为l，且手与碗在同一竖直平面内，碗可视为质点，重力加速度为g。要使水不洒出，则碗通过最高点的最小速度为______，碗通过最低点的最小速度为______；若绳子能够承受的最大拉力是碗和碗内水的总重力的8倍，要使绳子不断，则碗通过最低点的最大速度为______。 13. 如图，长为L的轻杆顶端放一小重球，由竖直位置开始无初速向右倒下，杆的下端被地面上的台阶挡住，重球落地时的速度大小为______，重球落地时的速度方向与水平面的夹角的余弦值为______。（重力加速度为g） 三、实验题（每空2分，共计12分） 14. 在“研究平抛运动”实验中，以小钢球离开轨道末端时球心位置为坐标原点O，建立水平与竖直坐标轴。让小球从斜槽上离水平桌面高为h处静止释放，使其水平抛出，通过多次描点可绘出小球做平抛运动时球心的轨迹，如图所示。在轨迹上取一点A，读取其坐标（x0，y0）。 ①下列说法正确的是_______。 A.实验所用斜槽应尽量光滑 B.画轨迹时应把所有描出的点用平滑的曲线连接起来 C.求平抛运动初速度时应读取轨迹上离原点较远的点的数据 ②根据题目所给信息，小球做平抛运动的初速度大小v0=_______。 A．　　B．　　C．　　D． ③在本实验中要求小球多次从斜槽上同一位置由静止释放的理由是_______。 15. 如图甲所示为向心力演示仪，可探究小球做圆周运动所需向心力大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系。长槽的A、B处和短槽的C处分别到各自转轴中心距离之比为1：2：1。 （1）下列实验中采用的实验方法与本实验相同的是__________。 A. 探究两个互成角度的力的合成规律 B. 伽利略对自由落体的研究 C. 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 （2）在某次实验中，把两个质量相等的钢球放在B、C位置，将传动皮带调至左右变速塔轮半径之比为1：1，此操作探究的是向心力大小与__________的关系。 （3）在另一次实验中，把两个质量相等的钢球放在A、C位置，转动手柄，塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格子数之比约为1：4，那么如图乙中左右变速塔轮半径之比__________。 四、计算题（共计34分，必须写出必要文字说明和方程式，只写答案不能得分） 16. 有一种叫飞椅的游乐项目，如图，长为m的钢绳一端系着总质量为kg座椅和小孩（看成质点），另一端固定在半径为的水平转盘边缘，转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。当转盘以某一角速度匀速转动时，钢绳与转动轴在同一竖直平面内与竖直方向的夹角为37°。不计钢绳的重力，m/s，，求： （1）此时钢绳的拉力大小T； （2）座椅转动的角速度ω大小； （3）座椅的线速度大小v。 17. 平抛一质量为1kg的小球，当抛出2s后它的速度方向与水平方向的夹角为，落地时速度方向与水平方向成角，m/s。求： （1）初速度大小； （2）落地速度大小v； （3）抛出点离地面的高度h； （4）小球落地瞬间重力对小球做功的功率P。（结果可保留根号） 18. 如图，在粗糙水平台阶上静止放置一质量kg的小物块，它与水平台阶表面间的动摩擦因数，且与台阶边缘O点的距离m。在台阶右侧固定了一个以O点为圆心的圆弧形挡板，现用F=5N的水平恒力拉动小物块，一段时间后撤去拉力，小物块最终水平抛出并击中挡板。（m/s） （1）若小物块恰能击中挡板的上边缘P点，P点的坐标为（1.6m，0.8m），求其离开O点时的速度大小； （2）为使小物块击中挡板，求拉力F作用距离x的取值； （3）改变拉力F的作用距离，使小物块击中挡板的不同位置，求击中挡板时小物块速度的最小值。（结果可保留根式） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023~2024学年下学期高一年期中考（物理方向）物理试卷 考试时间：75分钟 试卷总分：100分 一、选择题（1-6题为单选，7-11题为双选，每题4分，双选题漏选得2分，共计44分） 1. 某高一男生从教学楼一楼走到二楼，他需克服重力做功大约为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】该同学的质量约为，一层楼的高度大约为4m，从教学楼一楼走到二楼该同学克服重力做功为 故选C。 2. 物体做曲线运动的条件为（ ） A. 物体所受合外力为恒力 B. 物体所受合外力为变力 C. 物体所受合外力的方向与速度的方向不在同一条直线上 D. 物体所受合外力的方向与加速度的方向不在同一条直线上 【答案】C 【解析】 【详解】A、当合力与速度不在同一条直线上时，物体做曲线运动，合力可以是恒力，也可以是变力，故C正确，AB错误； D、由牛顿第二定律可知合外力的方向与加速度的方向始终相同，故D错误. 点睛：物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，合外力大小和方向不一定变化，由此可以分析得出结论． 3. 如图所示的皮带传动装置中，甲轮的轴和塔轮丙和乙的轴均为水平轴，其中，甲、丙两轮半径相等，乙轮半径是丙轮半径的一半。A、B、C三点分别是甲、乙、丙三轮的边缘点，若传动中皮带不打滑，则（　　） A. A、B两点的线速度大小之比为2：1 B. B、C两点的角速度大小之比为1：2 C. A、B两点的向心加速度大小之比为2：1 D. A、C两点的向心加速度大小之比为1：4 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．由于甲、乙两轮是皮带传动，皮带传动特点是两轮与皮带接触点的线速度的大小与皮带的线速度大小相同， 故，所以 故A错误； B．由于乙、丙两轮共轴，故两轮角速度相同，即，所以 故B错误； C．由 ， 可得A、B两点的向心加速度大小之比为 故C错误； D．由 ，， 可得 又 所以 由 ， 可得 故D正确。 故选D。 4. 如图，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是（ ） A. 甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒 B. 乙图中，A置于光滑水平面，物体B沿光滑斜面下滑，物体B机械能不守恒 C. 丙图中，不计任何阻力时A加速下落、B加速上升过程中，A的机械能守恒 D. 丁图中，系在橡皮条一端的小球向下摆动时，小球的机械能守恒 【答案】B 【解析】 【详解】A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，弹簧弹力对A做负功，则A机械能减小，选项A错误； B．乙图中，A置于光滑水平面，物体B沿光滑斜面下滑，A对B的弹力对B做负功，则物体B机械能不守恒，选项B正确； C．丙图中，不计任何阻力时A加速下落、B加速上升过程中，绳的拉力对A做负功，则A的机械能减小，选项C错误； D．丁图中，系在橡皮条一端的小球向下摆动时，除重力对小球做功外，还有橡皮条的弹力对小球做功，则小球的机械能不守恒，选项D错误。 故选B。 5. 质量为m的物体A放在光滑的水平桌面上，用不可伸长的细绳绕过光滑的定滑轮与质量为4m的B物体相连，如图。当绳拉直时让B无初速落下h高度时（h小于桌面高度H，B物体没有落地），A物体在桌面上运动的速率是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】因桌面和定滑轮光滑，无摩擦力做功，A、B组成的系统只有重力和系统内弹力做功，系统的机械能守恒，设B物体下落h时，A的速率为v，由机械能守恒定律得： 解得 故选A。 6. 如图所示，甲、乙两位同学同时在等高处抛出手中的篮球A、B，A以速度v0斜向上抛出，B竖直向上抛出，当A到达最高点时恰与B相遇。不计空气阻力，重力加速度为g，则（　　） A. B从抛出到最高点前相对于A水平向左做匀速运动 B. 相遇时B的速度可能不为零 C. B从抛出到最高点的时间为 D. 从抛出到相遇，B的速度变化量比A的大 【答案】A 【解析】 【详解】A．依题意，两篮球能在空中相遇，可知B篮球的初速度与A篮球初速度的竖直分速度相等，设A篮球的初速度与水平面夹角为，即 A篮球的斜抛运动分解为水平方向的匀速直线和竖直方向的竖直上抛，可知两篮球在竖直方向上相对静止，则B从抛出到最高点前相对于A水平向左做匀速运动。故A正确； B．相遇时A到达最高点，竖直分速度为零，则B的速度为零。故B错误； C．B从抛出到最高点的时间为 故C错误； D．根据 易知从抛出到相遇，B的速度变化量和A的一样大。故D错误。 故选A。 7. 如图，在竖直平面内有半径为r和R（）的两个光滑半圆形槽，其圆心在同一水平面上，质量相等的两小球分别自半圆形槽左边缘的最高点无初速度地释放，在接下来的运动过程中，两小球（ ） A. 经过最低点时机械能相等 B. 经过最低点时动能相等 C. 经最低点时受到的支持力大小相等 D. 经最低点时受到的支持力大小不相等 【答案】AC 【解析】 【详解】A．小球运动过程中机械能守恒，在开始时两球的机械能相等，可知经过最低点时机械能也相等，选项A正确； B．根据 可知，因可知，经过最低点时动能不相等，选项B错误； CD．经最低点时根据 可得受到的支持力大小 可得经最低点时受到的支持力大小相等，选项C正确，D错误。 故选AC。 8. 如图，两个质量均为小木块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。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，下列说法正确的是（　　） A. b一定比a先开始滑动 B. a、b所受的摩擦力始终相等 C. 是b开始滑动的临界角速度 D. 当时，a所受摩擦力的大小为 【答案】AC 【解析】 【详解】AC．根据题意可知，小木块滑动之前，静摩擦力提供向心力，则有 解得 解得滑动的临界角速度为 滑动的临界角速度为 可知小木块的滑动的临界角速度较小，则b一定比a先开始滑动，故AC正确； B．做圆周运动的角速度相等，相对静止时，由静摩擦力提供向心力，因为运动的半径不同，可知静摩擦力大小不等，故B错误； D．当 可知，小木块未滑动，则静摩擦力提供向心力，则有 故D错误。 故选AC。 9. 如图所示，半径为R的半球形凹槽固定在水平地面上，一不可伸长的轻绳跨过A点的小定滑轮，绳的一端连着人，另一端连着可视为质点的小球，此时小球处于半球形凹槽最低点B，当人以1m/s的速度向左匀速直线运动，定滑轮及凹槽内侧均光滑，小球沿着凹槽由B运动至图中C点的过程中（　　） A. 小球速度先增大后减小 B. 小球速度最大值等于 C. 小球机械能逐渐增大 D. 小球机械能先增大后减小 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．设小球沿着凹槽由B运动至图中C点过程中某一位置，此时绳与速度方向夹角为，由速度的合成与分解可知 得 由B运动至图中C点的过程中，绳与速度方向夹角变小，则球的速度变小，当小球在B处时速度最大则有 得 m/s 故A错误，B正确； CD．小球沿着凹槽由B运动至图中C点的过程中，绳的拉力方向与速度方向夹角小于，则绳子拉力做正功，故小球机械能逐渐增大，故C正确，D错误。 故选BC。 10. 物体在平行于斜面向上拉力F的作用下，沿固定斜面从A点运动到B点。该过程中拉力F做功20J，克服重力做功10J，克服摩擦阻力做功5J，则下列说法正确的是（　　） A. 物体的机械能增加了5J B. 物体的重力势能增加了10J C. 物体的动能增加了15J D. 物体的动能增加了5J 【答案】BD 【解析】 【详解】A．拉力、摩擦力做功的总和等于机械能的变化量，则有 机械能增加15J，故A错误； B．克服重力做功，所以物体的重力势能增加了10J，故B正确； CD．根据动能定理可知，动能增加了 故D正确，C错误。 故选BD。 11. 如图，某次空中投弹军事演习中，战斗机以恒定速度沿水平方向飞行，先后释放A、B两颗炸弹，分别击中倾角为θ的山坡上的M点和N点，释放A、B两颗炸弹的时间间隔为，此过程中飞机飞行的距离为；先后击中M、N的时间间隔为，M、N两点间水平距离为，A炸弹到达山坡的M点位移垂直斜面，B炸弹是垂直击中山坡N点的。不计空气阻力，重力加速度为g。下列正确的是（ ） A. A炸弹在空中飞行的时间为 B. B炸弹在空中飞行的时间为 C. D. 【答案】CD 【解析】 【详解】A．A炸弹到达山坡的M点位移垂直斜面，则 可得 选项A错误； B ．B炸弹是垂直击中山坡N点，则 可得 选项B错误； C．由于 Δt2＝(Δt1+tB)−tA＝Δt1− 则 故C正确。 D．因为 s1=v0•Δt1 s2=v0（Δt1+tB）-v0tA=v0•Δt2 可得 故D正确。 故选CD。 二、填空题（本题共2小题，每空2分，共10分） 12. 如图，在“水流星”的杂技表演中，表演者的手到碗的距离为l，且手与碗在同一竖直平面内，碗可视为质点，重力加速度为g。要使水不洒出，则碗通过最高点的最小速度为______，碗通过最低点的最小速度为______；若绳子能够承受的最大拉力是碗和碗内水的总重力的8倍，要使绳子不断，则碗通过最低点的最大速度为______。 【答案】 ①. ②. ③. 【解析】 【详解】[1]当碗以最小速度通过最高点时，此时只由重力提供向心力，设碗和水总质量为m 可得 [2]当以最小速度通过最高点时，运动到最低点的速度也是最小速度，假设此时速度为v，由动能定理可知 可得 [3]当以最大速度通过最低点时，此时绳子拉力F=8mg，由向心力公式可知 可得 13. 如图，长为L的轻杆顶端放一小重球，由竖直位置开始无初速向右倒下，杆的下端被地面上的台阶挡住，重球落地时的速度大小为______，重球落地时的速度方向与水平面的夹角的余弦值为______。（重力加速度为g） 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1]由机械能守恒定律得 解得重球落地时速度大小为 [2]当细杆转到与竖直方向成θ角时细杆受力为零，则此时 解得 此后小球做斜下抛运动，则落地的水平速度 重球落地时的速度方向与水平面的夹角的余弦值为 三、实验题（每空2分，共计12分） 14. 在“研究平抛运动”实验中，以小钢球离开轨道末端时球心位置为坐标原点O，建立水平与竖直坐标轴。让小球从斜槽上离水平桌面高为h处静止释放，使其水平抛出，通过多次描点可绘出小球做平抛运动时球心的轨迹，如图所示。在轨迹上取一点A，读取其坐标（x0，y0）。 ①下列说法正确的是_______。 A.实验所用斜槽应尽量光滑 B.画轨迹时应把所有描出的点用平滑的曲线连接起来 C.求平抛运动初速度时应读取轨迹上离原点较远的点的数据 ②根据题目所给信息，小球做平抛运动的初速度大小v0=_______。 A．　　B．　　C．　　D． ③在本实验中要求小球多次从斜槽上同一位置由静止释放的理由是_______。 【答案】 ①. C ②. D ③. 确保多次运动的轨迹相同 【解析】 【详解】①[1]A．只要保证小球每次从同一位置静止释放，到达斜槽末端的速度大小都相同，与实验所用斜槽是否光滑无关，故A错误； B．画轨迹时应应舍去误差较大的点，把误差小的点用平滑的曲线连接起来，故B错误； C．求平抛运动初速度时应读取轨迹上离远点较远的点的数据，便于减小读数产生的偶然误差，故C正确； 故选C。 ②[2] 坐标原点O为抛出点，由平抛规律有 联立解得平抛的初速度为 故选D。 ③[3] 小球多次从斜槽上同一位置由静止释放是为了保证到达斜槽末端的速度大小都相同，从而能确保多次运动的轨迹相同。 15. 如图甲所示为向心力演示仪，可探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系。长槽的A、B处和短槽的C处分别到各自转轴中心距离之比为1：2：1。 （1）下列实验中采用的实验方法与本实验相同的是__________。 A. 探究两个互成角度的力的合成规律 B. 伽利略对自由落体的研究 C. 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 （2）在某次实验中，把两个质量相等的钢球放在B、C位置，将传动皮带调至左右变速塔轮半径之比为1：1，此操作探究的是向心力大小与__________的关系。 （3）在另一次实验中，把两个质量相等的钢球放在A、C位置，转动手柄，塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格子数之比约为1：4，那么如图乙中左右变速塔轮半径之比__________。 【答案】 ①. C ②. 半径 ③. 2：1 【解析】 【详解】（1）[1]探究向心力的大小与小球质量m、角速度和半径r之间的关系，采用的实验方法是控制变量法。 A．探究两个互成角度的力的合成规律，采用的是等效替代的实验方法，故A错误； B．伽利略对自由落体运动的研究方法是猜想与假说和实验验证的方法,是理想实验，故B错误； C．探究加速度与物体受力、物体质量的关系，采用的实验方法是控制变量法，故C正确。 故选C。 （2）[2]在某次实验中，将传动皮带调至左右变速塔轮半径之比为1：1，两球做圆周运动的角速度相同，把两个质量相等的钢球放在B、C位置，两球做圆周运动的半径不同。此操作探究的是向心力大小与半径的关系。 （3）[3]在另一次实验中，把两个质量相等的钢球放在A、C位置，则两球做圆周运动的半径相等；塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格子数之比约为1：4，则向心力之比 又 所以两球做圆周运动的角速度之比为 左右变速塔轮通过皮带连接，线速度相等，根据可知半径之比 四、计算题（共计34分，必须写出必要文字说明和方程式，只写答案不能得分） 16. 有一种叫飞椅的游乐项目，如图，长为m的钢绳一端系着总质量为kg座椅和小孩（看成质点），另一端固定在半径为的水平转盘边缘，转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。当转盘以某一角速度匀速转动时，钢绳与转动轴在同一竖直平面内与竖直方向的夹角为37°。不计钢绳的重力，m/s，，求： （1）此时钢绳的拉力大小T； （2）座椅转动的角速度ω大小； （3）座椅的线速度大小v。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）对座椅和小孩受力分析 解得钢绳的拉力 （2）对座椅和小孩受力分析，由牛顿第二定律得 代入数据可得座椅转动的角速度 （3）由线速度与角速度的关系式得座椅的线速度大小 解得 17. 平抛一质量为1kg的小球，当抛出2s后它的速度方向与水平方向的夹角为，落地时速度方向与水平方向成角，m/s。求： （1）初速度大小； （2）落地速度大小v； （3）抛出点离地面的高度h； （4）小球落地的瞬间重力对小球做功的功率P。（结果可保留根号） 【答案】（1）20m/s；（2）40m/s；（3）60m；（4） 【解析】 【详解】（1）抛出2s后它的竖直速度 因 可得 （2）落地时速度方向与水平方向成角，可得落地的速度 （3）抛出点离地面的高度 （4）小球落地的瞬间重力对小球做功的功率 18. 如图，在粗糙水平台阶上静止放置一质量kg的小物块，它与水平台阶表面间的动摩擦因数，且与台阶边缘O点的距离m。在台阶右侧固定了一个以O点为圆心的圆弧形挡板，现用F=5N的水平恒力拉动小物块，一段时间后撤去拉力，小物块最终水平抛出并击中挡板。（m/s） （1）若小物块恰能击中挡板的上边缘P点，P点的坐标为（1.6m，0.8m），求其离开O点时的速度大小； （2）为使小物块击中挡板，求拉力F作用距离x的取值； （3）改变拉力F的作用距离，使小物块击中挡板的不同位置，求击中挡板时小物块速度的最小值。（结果可保留根式） 【答案】（1）4m/s；（2）2.5m＜x≤3.3m；（3） 【解析】 【详解】(1)设小物体离开O点时的速度为，由平拋运动规律，水平方向 竖直方向 其中，解得 (2)为使小物块击中挡板，小物块必须能运动到O点，设拉力F作用的最短距离为，由动能定理 解得 x=2.5m 为使小物体击中挡板，小物块的平拋初速度不能超过4m/s，设拉力F作用的最长距离为x2，由动能定理 解得 x2=3.3m 则为使小物块击中挡板，拉力作用的距离范围为 2.5m＜x≤3.3m (3)设小物块击中挡板的任意一点坐标为（x，y），则有 x=vt， 由机械能守恒定律得 又 x2＋y2=R2 由P点坐标可求 R2=3.2m2 化简得 由数学方法求得，当 时具有最小值，即 代入得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$