精品解析:福建省福州高级中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷
2024-06-20
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 福建省 |
| 地区(市) | 福州市 |
| 地区(区县) | 仓山区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.28 MB |
| 发布时间 | 2024-06-20 |
| 更新时间 | 2025-04-18 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-06-20 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/45864220.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
福州高级中学2023~2024学年第三学段考试
一、单项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 如图所示,当工人师傅用扳手拧螺母时,扳手上的P、Q两点的转动半径之比为,其角速度分别为和,线速度大小分别为和,则( )
A. B.
C. D.
2. 如图所示,某物体在运动过程中,受竖直向下的重力和水平方向的风力,某段时间内,重力对物体做功4J,物体克服风力做功3J,则以下说法中正确的是( )
A. 外力对物体做的总功为7J B. 物体的动能增加了1J
C. 物体的机械能增加了3J D. 物体的重力势能增加了4J
3. 某同学玩掷飞镖游戏,先后将两只飞镖a、b由同一位置水平投出,已知飞镖投出的初速度va>vb,不计空气阻力,则两只飞镖插在竖直靶上的状态(侧视图)可能是( )
A. B. C. D.
4. “天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮,是天津市的地标之一、摩天轮悬挂透明座舱,乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列叙述正确的是( )
A. 在摩天轮转动的过程中,乘客机械能始终保持不变
B. 在摩天轮转动一周的过程中,合力对乘客做功为零
C. 在摩天轮转动的过程中,乘客重力的功率保持不变
D. 在最低点时,乘客所受重力大于座椅对他的支持力
二、多项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
5. 质量为m的汽车启动后沿平直路面行驶,如果发动机的功率恒为P,且行驶过程中受到摩擦阻力大小一定,汽车速度能够达到的最大值为,下列说法正确的是( )
A. 启动过程汽车受到的牵引力恒定不变
B. 摩擦阻力大小为
C. 启动过程汽车做匀加速直线运动
D. 若摩擦阻力变大,其它条件不变,汽车能够达到最大速度小于
6. 在2022年3月23日的“天宫课堂”上,航天员王亚平摇晃装有水和油的小瓶,静置后水和油混合在一起没有分层。图甲为航天员叶光富启动“人工离心机”,即用绳子一端系住装有水油混合的瓶子,以绳子的另一端为圆心做如图乙所示的圆周运动,一段时间后水和油成功分层(水的密度大于油的密度),以空间站为参考系,此时( )
A. 水和油的线速度大小相等
B. 由于水的密度大于油的密度,因此油在瓶子底层,水在上层
C. 油对水有背离圆心沿半径指向外侧的作用力
D. 水的向心加速度比油的大
7. 若将短道速滑运动员在弯道转弯的过程看成在水平冰面上的一段匀速圆周运动,转弯时冰刀嵌入冰内从而使冰刀受与冰面夹角为(蹬冰角)的支持力,不计一切摩擦,弯道半径为,重力加速度为。以下说法正确的是( )
A. 运动员转弯时速度的大小为 B. 运动员转弯时速度的大小为
C. 若运动员转弯速度变大则需要减小蹬冰角 D. 运动员做匀速圆周运动,他所受合外力保持不变
8. 如图甲所示,一质量m=0.1kg的小球位于竖直轻弹簧的正上方,弹簧固定在地面上,某时刻小球由静止开始下落,下落过程中小球始终受到一个竖直向上的恒定风力F。以小球的初始位置为坐标原点,竖直向下为x轴正方向,取地面为零势能面,在小球下落的全过程中,小球的重力势能随小球位移变化的关系如图乙中的图线①所示,弹簧的弹性势能随小球位移变化的关系如图乙中的图线②所示,弹簧始终在弹性限度内,则( )
A. 小球和弹簧组成的系统机械能守恒
B. 弹簧的原长为0.2m
C. 小球刚接触弹簧时的速度大小为2m/s
D. 小球受到的恒定风力F大小为0.1N
三、填空题(共9分。)
9. 如图,将穿过空心管轻质细绳,一端拴接小物体,另一端挂一篮球。手握空心管抡动物体使其在水平面内做匀速圆周运动,篮球恰好处于静止状态。现要让篮球缓慢上升,可使物体仅______质量或仅______周期。(均选填“增大”或“减小)
10. 如图所示,现有甲乙两名运动员(均视为质点)从出发区先后沿水平方向向左腾空飞出,其速度大小之比为,不计空气阻力,则甲乙两名运动员从飞出至落到着陆坡(可视为斜面)上的过程中,甲乙落到坡面上的瞬时速度方向______(选填“相同”或“不同”),在空中飞行的时间之比为______。
11. 全民义务植树运动有力推动了我国生态状况的改善,如图所示,某同学正在种植一棵小树苗,先把树根部放入土坑中,双手把树扶起到竖直状态,若志愿者以速度v向左匀速运动扶正树苗时,手与树苗接触点的高度h不变,则该过程中树苗与手接触点的线速度________(填“增大”或“不变”或“减小”);若某时刻树苗与地面的夹角为,树苗转动的角速度为________。
四、实验题(共14分。)
12. 用如图乙所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。
(1)下列是小勇同学在实验时状态图,释放纸带前的瞬间,重锤和手的位置合理的是______。
A. B.
C. D.
(2)小康同学按照正确实验步骤操作后,选出一条纸带如图所示,其中O点为打点计时器打下的第一个点,A 、B、C为三个计数点,用刻度尺测得,,,在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。已知重物的质量为1kg,取,在OB段运动过程中,重物重力势能的减少量______J,重物的动能增加量______J(结果均保留三位有效数字)。
13. 某实验小组做探究影响向心力大小因素的实验,
(1)在探究向心力大小与半径的关系时,为了控制角速度相同需要将传动皮带调至第_______(填“一”“二”或“三”)层塔轮,然后将两个质量相等的钢球分别放在_____(填“A和”“和C”或“和C”)位置,匀速转动手柄,左侧标尺露出4格,右侧标尺露出2格,则左右两球所受向心力大小之比为_____;
(2)方案二:如图丙所示装置,装置中竖直转轴固定在电动机的转轴上(未画出),光滑的水平杆固定在竖直转轴上,能随竖直转轴一起转动。水平直杆的左端套上滑块,用细线将滑块与固定在竖直转轴上的力传感器连接,细线处于水平伸直状态,当滑块随水平直杆一起匀速转动时,细线拉力的大小可以通过力传感器测得,水平直杆的右端最边缘安装了宽度为d的挡光条,挡光条到竖直转轴的距离为,光电门可以测出挡光条经过光电门所用的时间(挡光时间),滑块与竖直转轴间的距离可调,回答以下问题:
①若某次实验中测得热光条的挡光时间为,则滑块的角速度表达式为______;(用表示)
②实验小组保持滑块质量和运动半径不变,探究向心力与角速度的关系,作出图线如图丁所示,若滑块运动半径,细线的质量和滑块与杆的摩擦可忽略,由图线可测得滑块质量______(结果保留2位有效数字)。
五、计算题(本题共3小题,共37分。应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤,只写最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
14. 正在公路上行驶的汽车,只需按下一个键,就能轻松切换到飞行模式,变身飞机跃入天空,这就是飞行汽车!一辆飞行汽车在平直的公路上以30m/s的速度行驶,某时刻司机启动飞行模式,汽车保持水平速度不变,沿竖直方向开始匀加速爬升,经过一段时间爬升到200m高处。用x表示水平位移,y表示竖直位移,这一过程的图像如图所示。取,求汽车飞行时:
(1)从启动飞行模式,到离地200m高处需要多长时间;
(2)到达200m高处时竖直速度和瞬时速度的大小(可用根式表示)。
15. “太极球”是近年来在广大市民中较流行的一种健身器材。做该项运动时,健身者舞动球拍时,球却不会掉落地上。现将太极球简化成如图所示的平板和小球,熟练的健身者手握平板让球在竖直面内始终不脱离平板而做匀速圆周运动,且在运动到图中的位置时球与板间无相对运动趋势。为圆周的最高点,为最低点,与圆心等高。设球的质量为,球达最高点时受平板的压力大小,太极球做圆周运动的半径,重力加速度,求:
(1)小球做匀速圆周运动的速度大小;
(2)在处时,太极球对平板施加的弹力的大小;
(3)小球从运动到过程中球拍对球做的功和平均功率(结果可用表示)。
16. 滑雪是一项极具挑战性的运动。如图所示,为长的水平直滑道,是一圆心角为、半径为的光滑竖直圆弧滑道,点为圆弧最低点。某次训练中,运动员从点由静止开始,通过滑雪杖撑地沿直线向前滑行,运动员获得的水平推力恒为。运动员到达点后水平滑出,恰好从点沿圆弧切线方向滑入滑道。已知运动员连同装备质量,滑板与滑道间的滑动摩擦力为,运动员可看做质点,不计空气阻力,重力加速度取,求:
(1)运动员到达点的速度大小;
(2)恰好滑入滑道时速度,以及两点间的高度差;
(3)运动员到达点时对滑道的压力大小。
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福州高级中学2023~2024学年第三学段考试
一、单项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 如图所示,当工人师傅用扳手拧螺母时,扳手上的P、Q两点的转动半径之比为,其角速度分别为和,线速度大小分别为和,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】扳手上的P、Q两点随扳手同轴转动,角速度相等,即
由可得
故选D。
2. 如图所示,某物体在运动过程中,受竖直向下重力和水平方向的风力,某段时间内,重力对物体做功4J,物体克服风力做功3J,则以下说法中正确的是( )
A. 外力对物体做的总功为7J B. 物体的动能增加了1J
C. 物体的机械能增加了3J D. 物体的重力势能增加了4J
【答案】B
【解析】
【详解】A.功是标量,故外力做功为
故A错误;
B.根据动能定理可知
故动能的增加量为
故B正确;
C.风力对物体做负功,故物体的机械能增加量等于风力所做的功,故有
物体的机械能减小了3J,故C错误;
D.由于重力做正功,故物体的重力势能减小,减小量为4J,故D错误。
故选B。
3. 某同学玩掷飞镖游戏,先后将两只飞镖a、b由同一位置水平投出,已知飞镖投出的初速度va>vb,不计空气阻力,则两只飞镖插在竖直靶上的状态(侧视图)可能是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】两只飞镖由同一位置水平投出,即两只飞镖的水平位移相同,则运动时间分别为
由于, 所以;其竖直位移分别为
则,即飞镖a插在竖直靶上的位置较高。飞镖的速度方向与水平方向夹角的正切值分别为
由于, 所以,即飞镖b插在竖直靶上时飞镖的速度方向与水平方向夹角较大。
故选C。
4. “天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮,是天津市的地标之一、摩天轮悬挂透明座舱,乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列叙述正确的是( )
A. 在摩天轮转动过程中,乘客机械能始终保持不变
B. 在摩天轮转动一周的过程中,合力对乘客做功为零
C. 在摩天轮转动的过程中,乘客重力的功率保持不变
D. 在最低点时,乘客所受重力大于座椅对他的支持力
【答案】B
【解析】
【详解】A.摩天轮转动过程中,乘客的动能不变,重力势能不断变化,机械能不断变化,故A错误;
B.摩天轮转动一周的过程中,动能的变化量为0,根据动能定理可知,合力对乘客做功为零,故B正确;
C.摩天轮转动过程中,乘客重力的瞬时功率等于重力与竖直分速度的乘积,竖直分速度不断变化,故重力的瞬时功率不断变化,故C错误;
D.在最低点,乘客的加速度竖直向上,合力向上,乘客所受重力小于座椅对他的支持力,故D错误。
故选B。
二、多项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
5. 质量为m的汽车启动后沿平直路面行驶,如果发动机的功率恒为P,且行驶过程中受到摩擦阻力大小一定,汽车速度能够达到的最大值为,下列说法正确的是( )
A. 启动过程汽车受到的牵引力恒定不变
B. 摩擦阻力大小为
C 启动过程汽车做匀加速直线运动
D. 若摩擦阻力变大,其它条件不变,汽车能够达到的最大速度小于
【答案】BD
【解析】
【详解】AC.汽车启动时,速度增大,根据
由于功率恒定,速度增大,则牵引力减小,根据牛顿第二定律有
可知,加速度减小,AC错误;
B.当牵引力减小至与摩擦阻力平衡时,速度达到最大,则有
B正确;
D.由于当牵引力减小至与摩擦阻力平衡时,速度达到最大,则有
功率恒定,摩擦力变大,则最大速度减小,D正确。
选BD。
6. 在2022年3月23日的“天宫课堂”上,航天员王亚平摇晃装有水和油的小瓶,静置后水和油混合在一起没有分层。图甲为航天员叶光富启动“人工离心机”,即用绳子一端系住装有水油混合的瓶子,以绳子的另一端为圆心做如图乙所示的圆周运动,一段时间后水和油成功分层(水的密度大于油的密度),以空间站为参考系,此时( )
A. 水和油的线速度大小相等
B. 由于水密度大于油的密度,因此油在瓶子底层,水在上层
C. 油对水有背离圆心沿半径指向外侧的作用力
D. 水的向心加速度比油的大
【答案】CD
【解析】
【详解】B.由于水的密度大于油的密度因而水在底层,油在上层,故B错误;
A.水和油的环绕半径不同,但转动角速度相同,根据
可知水和油的线速度不同,水的线速度大,故A错误;
C.油做圆周运动的向心力是水提供的,故水对油的作用力指向圆心,根据牛顿第三定律可知油对水有背离圆心沿半径指向外侧的作用力,故C正确;
D.根据
可知水的半径比油大时水的向心加速度比油的大,故D正确。
故选CD。
7. 若将短道速滑运动员在弯道转弯的过程看成在水平冰面上的一段匀速圆周运动,转弯时冰刀嵌入冰内从而使冰刀受与冰面夹角为(蹬冰角)的支持力,不计一切摩擦,弯道半径为,重力加速度为。以下说法正确的是( )
A. 运动员转弯时速度的大小为 B. 运动员转弯时速度的大小为
C. 若运动员转弯速度变大则需要减小蹬冰角 D. 运动员做匀速圆周运动,他所受合外力保持不变
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.由题意可知
可知运动员转弯时速度的大小为
选项A错误,B正确;
C.根据
若运动员转弯速度变大则需要减小蹬冰角,选项C正确;
D.运动员做匀速圆周运动,他所受合外力大小保持不变,但是方向不断变化,选项D错误。
故选BC。
8. 如图甲所示,一质量m=0.1kg的小球位于竖直轻弹簧的正上方,弹簧固定在地面上,某时刻小球由静止开始下落,下落过程中小球始终受到一个竖直向上的恒定风力F。以小球的初始位置为坐标原点,竖直向下为x轴正方向,取地面为零势能面,在小球下落的全过程中,小球的重力势能随小球位移变化的关系如图乙中的图线①所示,弹簧的弹性势能随小球位移变化的关系如图乙中的图线②所示,弹簧始终在弹性限度内,则( )
A. 小球和弹簧组成的系统机械能守恒
B. 弹簧的原长为0.2m
C. 小球刚接触弹簧时的速度大小为2m/s
D. 小球受到的恒定风力F大小为0.1N
【答案】BD
【解析】
【详解】A.小球始终受到一个竖直向上的恒力F,则小球和弹簧组成的系统机械能不守恒,故A错误;
B.取地面为零势能参考面,根据图像可知小球初状态的重力势能为
E0=mgh=0.7J
解得小球初始位置距离地面的高度为
h=0.7m
图乙中的图线②表示弹簧的弹性势能随小球位移变化的关系,由此可知小球下落h1=0.5m开始接触弹簧,则弹簧的原长为
故B正确;
D.从图乙可以看出,当小球下落x=0.6m时,弹性势能从0增加到Ep1=0.54J,根据重力做功与重力势能变化的关系有
E0-E=mgx
结合图乙的数据有
E=0.7-x
当x=0.6m时,重力势能E1=0.1J,从小球开始下落到将弹簧压缩到最短,根据功能关系可得
-Fx=E1+Ep1-E0
代入解得
F=0.10N
故D正确;
C.小球从开始下落到刚接触弹簧的过程中,根据动能定理可得
代入数据解得
v=3m/s
故C错误
故选BD。
三、填空题(共9分。)
9. 如图,将穿过空心管的轻质细绳,一端拴接小物体,另一端挂一篮球。手握空心管抡动物体使其在水平面内做匀速圆周运动,篮球恰好处于静止状态。现要让篮球缓慢上升,可使物体仅______质量或仅______周期。(均选填“增大”或“减小)
【答案】 ①. 增大 ②. 减小
【解析】
【详解】[1][2]以物体为对象,物体受到重力和绳子拉力作用,竖直方向有
水平方向有
可得绳子拉力为
可知要让篮球缓慢上升,可使物体仅增大质量,仅增大转动半径,仅减小转动周期。
10. 如图所示,现有甲乙两名运动员(均视为质点)从出发区先后沿水平方向向左腾空飞出,其速度大小之比为,不计空气阻力,则甲乙两名运动员从飞出至落到着陆坡(可视为斜面)上的过程中,甲乙落到坡面上的瞬时速度方向______(选填“相同”或“不同”),在空中飞行的时间之比为______。
【答案】 ①. 相同 ②.
【解析】
【详解】[1]根据平抛运动的推论:瞬时速度与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的两倍,只要是落在斜面上,位移与水平方向夹角相同,所以两人落到斜坡上的瞬时速度方向一定相同。
[2]设斜坡倾角为,则有
解得
可知他们飞行时间之比为
11. 全民义务植树运动有力推动了我国生态状况的改善,如图所示,某同学正在种植一棵小树苗,先把树根部放入土坑中,双手把树扶起到竖直状态,若志愿者以速度v向左匀速运动扶正树苗时,手与树苗接触点的高度h不变,则该过程中树苗与手接触点的线速度________(填“增大”或“不变”或“减小”);若某时刻树苗与地面的夹角为,树苗转动的角速度为________。
【答案】 ①. 变大 ②.
【解析】
【详解】[1]该同学的两手与树苗的接触位置始终距地面高为h,故双手的实际速度水平向左,将手的速度按如图所示方向进行分解
可得
志愿者向左匀速运动时,增大,所以该过程中树苗与手接触点的线速度变大。
[2]手握树干的位置到O点距离为
又
联立解得
四、实验题(共14分。)
12. 用如图乙所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。
(1)下列是小勇同学在实验时的状态图,释放纸带前的瞬间,重锤和手的位置合理的是______。
A. B.
C. D.
(2)小康同学按照正确的实验步骤操作后,选出一条纸带如图所示,其中O点为打点计时器打下的第一个点,A 、B、C为三个计数点,用刻度尺测得,,,在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。已知重物的质量为1kg,取,在OB段运动过程中,重物重力势能的减少量______J,重物的动能增加量______J(结果均保留三位有效数字)。
【答案】(1)C (2) ①. 1.82 ②. 1.71
【解析】
【小问1详解】
[1]为了减小实验误差,释放前必须保持提起的纸带处于竖直位置,并且使重物靠近打点计时器,故合理的位置应为C图。
【小问2详解】
[2] 由图可知,OB段的距离为
h=18.60cm=0.1860m
故重力势能的减少量为
[3] 匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于该过程的平均速度,所以B点的瞬时速度为
重物的动能增加量
13. 某实验小组做探究影响向心力大小因素的实验,
(1)在探究向心力大小与半径的关系时,为了控制角速度相同需要将传动皮带调至第_______(填“一”“二”或“三”)层塔轮,然后将两个质量相等的钢球分别放在_____(填“A和”“和C”或“和C”)位置,匀速转动手柄,左侧标尺露出4格,右侧标尺露出2格,则左右两球所受向心力大小之比为_____;
(2)方案二:如图丙所示装置,装置中竖直转轴固定在电动机的转轴上(未画出),光滑的水平杆固定在竖直转轴上,能随竖直转轴一起转动。水平直杆的左端套上滑块,用细线将滑块与固定在竖直转轴上的力传感器连接,细线处于水平伸直状态,当滑块随水平直杆一起匀速转动时,细线拉力的大小可以通过力传感器测得,水平直杆的右端最边缘安装了宽度为d的挡光条,挡光条到竖直转轴的距离为,光电门可以测出挡光条经过光电门所用的时间(挡光时间),滑块与竖直转轴间的距离可调,回答以下问题:
①若某次实验中测得热光条的挡光时间为,则滑块的角速度表达式为______;(用表示)
②实验小组保持滑块质量和运动半径不变,探究向心力与角速度的关系,作出图线如图丁所示,若滑块运动半径,细线的质量和滑块与杆的摩擦可忽略,由图线可测得滑块质量______(结果保留2位有效数字)。
【答案】(1) ①. 一 ②. 和 ③. 2:1
(2) ①. ②. 0.30
【解析】
【小问1详解】
[1][2]变速塔轮边缘处的线速度相等,根据
在探究向心力大小与半径的关系时,需控制小球质量、角速度相同,运动半径不同,故需要将传动皮带调至第一层塔轮,将两个质量相等的钢球分别放在和位置。
[3]左右两球所受向心力大小之比为
【小问2详解】
①[1]挡光条的线速度为
又
滑块的角速度表达式为
②[2]根据向心力大小公式
图线的斜率为
解得滑块质量为
五、计算题(本题共3小题,共37分。应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤,只写最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
14. 正在公路上行驶的汽车,只需按下一个键,就能轻松切换到飞行模式,变身飞机跃入天空,这就是飞行汽车!一辆飞行汽车在平直的公路上以30m/s的速度行驶,某时刻司机启动飞行模式,汽车保持水平速度不变,沿竖直方向开始匀加速爬升,经过一段时间爬升到200m高处。用x表示水平位移,y表示竖直位移,这一过程的图像如图所示。取,求汽车飞行时:
(1)从启动飞行模式,到离地200m高处需要多长时间;
(2)到达200m高处时竖直速度和瞬时速度的大小(可用根式表示)。
【答案】(1)20s;(2)20m/s,
【解析】
【详解】(1)由题可知,汽车在水平方向做匀速直线运动,根据图像可知,到离地200m高处时的水平位移x为600m,则从启动飞行模式,到离地200m高处的时间为
(2)由题可知,汽车在竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动,根据匀变速运动规律有
可得,到达200m高处时竖直速度的大小为
则到达200m高处时的瞬时速度的大小为
15. “太极球”是近年来在广大市民中较流行的一种健身器材。做该项运动时,健身者舞动球拍时,球却不会掉落地上。现将太极球简化成如图所示的平板和小球,熟练的健身者手握平板让球在竖直面内始终不脱离平板而做匀速圆周运动,且在运动到图中的位置时球与板间无相对运动趋势。为圆周的最高点,为最低点,与圆心等高。设球的质量为,球达最高点时受平板的压力大小,太极球做圆周运动的半径,重力加速度,求:
(1)小球做匀速圆周运动的速度大小;
(2)在处时,太极球对平板施加的弹力的大小;
(3)小球从运动到过程中球拍对球做的功和平均功率(结果可用表示)。
【答案】(1)(2);(3),
【解析】
【详解】(1)设球的速率为,在点由牛顿第二定律
解得
(2)在处有
解得
由牛顿第三定律得,太极球对平板施加的弹力大小
(3)从C运动到A,由动能定理得
解得
所用时间为
功率为
16. 滑雪是一项极具挑战性的运动。如图所示,为长的水平直滑道,是一圆心角为、半径为的光滑竖直圆弧滑道,点为圆弧最低点。某次训练中,运动员从点由静止开始,通过滑雪杖撑地沿直线向前滑行,运动员获得的水平推力恒为。运动员到达点后水平滑出,恰好从点沿圆弧切线方向滑入滑道。已知运动员连同装备质量,滑板与滑道间的滑动摩擦力为,运动员可看做质点,不计空气阻力,重力加速度取,求:
(1)运动员到达点的速度大小;
(2)恰好滑入滑道时的速度,以及两点间的高度差;
(3)运动员到达点时对滑道的压力大小。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)运动员从到的过程,根据动能定理可得
代入数据解得
(2)运动员从到的过程,做平抛运动,运动员恰好从点沿圆弧切线方向滑入滑道,则有
,
竖直方向做自由落体运动,则有
解得两点间的高度差为
(3)由到,由动能定理有
在点
解得
由牛顿第三定律得
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