精品解析：四川省南充市嘉陵第一中学2023-2024学年高一下学期5月月考物理试题

嘉陵一中高2023级高一下期5月月考 物理试卷 考试时间：75分钟 满分：100分 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 第Ⅰ卷（选择题） 一、单选题（本题包括8小题，每小题4分，共32分，每小题只有一个选项符合题意） 1. 做曲线运动的物体，在运动过程中，一定变化的物理量是（　　） A. 速率 B. 速度 C. 加速度 D. 合外力 2. 下列说法正确的是（　　） A. 两个直线运动的合运动一定是直线运动 B. 卡文迪许在利用扭秤实验装置测量引力常量G时，应用了微元法 C. 物体在恒定合外力作用下不可能做匀速圆周运动 D. 牛顿进行了“月地检验”，他比较的是月球表面上物体的重力加速度和地球表面上物体的重力加速度 3. 如图所示，绳子通过固定在天花板上的定滑轮，两端分别与同一水平面上的两物体连接，当两物体到达如图所示位置时，绳与水平面的夹角分别为、，两物体的速度大小分别为，已知、，则与之比为（　　） A. B. C. D. 4. 质量为的小物块，在水平拉力F的作用下在水平面上直线运动1m距离，此过程中拉力F随位移x变化的关系如图所示，已知物块与水平面间的动摩擦因数，重力加速度。则物块在内所受合力做功为（　　） A. 3J B. 4J C. 5J D. 6J 5. 把A、B两相同小球在离地面同一高度处以相同大小的初速度分别沿水平方向和竖直方向抛出，不计空气阻力，如图所示，则下列说法正确的是（ ） A. 两小球落地时速度相同 B. 两小球落地时，重力的瞬时功率相同 C. 从开始运动至落地，重力对两小球做功相同 D. 从开始运动至落地，重力对两小球做功的平均功率相同 6. 四颗地球卫星a、b、c、d的排列位置如图所示，a是静止在地球赤道上还未发射的卫星，b是近地轨道卫星，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，四颗卫星相比较（　　） A. a的向心加速度最大 B. c相对于b静止 C. 相同时间内b转过的弧长最长 D. d运行周期最小 7. 如图所示甲、乙、丙、丁是游乐场中比较常见的过山车，甲、乙两图的轨道车在轨道的外侧做圆周运动，丙、丁两图的轨道车在轨道的内侧做圆周运动，两种过山车都有安全锁（由上、下、侧三个轮子组成）把轨道车套在了轨道上，车中座椅是指底座、靠背以及安全卡扣组成的整体，四个图中轨道的半径都为R，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最高点时，座椅一定给人向上的力 B. 乙图中，轨道车过最底点最大速度为 C. 丙图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时，座椅一定给人向上的力 D. 丁图中，轨道车过最高点最小速度为 8. 旋转木马可以简化为如图所示的模型，两个完全相同的可视为质点的小球a、b分别用悬线悬于水平杆A、B两端，OB＝2OA，将装置绕竖直杆匀速旋转后，a、b在同一水平面内做匀速圆周运动，两悬线与竖直方向的夹角分别为、，则下列判断正确的是（ ） A. B. C. D. 二、多选题（本题包含4小题，每小题5分，共20分，每小题给出的四个选项中，有多个选项符合要求，全部选对的得5分，选对但选不全的得3分，有选错的得0分） 9. 质量为m的物体，在距地面h高处以的加速度由静止竖直下落到地面，下列说法中正确的是（  ） A. 重力做功 B. 物体的机械能减少 C. 物体的动能增加 D. 物体的重力势能减少mgh 10. 如图所示，一个固定在竖直平面上光滑圆形管道，管道里有一个直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，下列说法中正确的是（ ） A. 小球通过管道最高点时，管道对小球的作用力一定向上 B. 小球通过管道最高点时，管道对小球的作用力可能为零 C. 小球通过管道最低点时，管道对小球的作用力可能为零 D. 小球通过管道最低点时，管道对小球的作用力一定向上 11. 2023年10月26日17时46分，我国发射的神舟十七号载人飞船与已在轨的空间站组合体完成自主快速交会对接，它们在地球上空的对接过程如图所示，则下列说法中正确的是（　　） A. 神舟十七号的发射速度应大于第一宇宙速度 B. 神舟十七号进入II轨道后周期变长 C. “M卫星”若要与空间站对接，可以在III轨道上点火加速追上空间站 D. 神舟十七号在II轨道上c点点火加速进入III轨道，此时在III轨道上的c点的加速度大于II轨道上的c点的加速度 12. 一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物，当重物的速度为时，起重机的功率达到最大值P，之后起重机保持该功率不变，继续提升重物，最后重物以最大速度匀速上升，不计钢绳重力。整个过程中，下列说法正确的是（　　） A. 钢绳的最大拉力为 B. 重物匀加速过程的时间为 C. 重物匀加速过程的加速度为 D. 速度由增大至的过程中，重物的平均速度 第Ⅱ卷（非选择题） 三、实验题（本题共2小题，每空2分，共14分） 13. （1）在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中（装置如图甲）： ①下列说法哪一项是正确的（ ）（填选项前字母） A．平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上 B．为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量 C．实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放 ②图乙是实验中获得的一条纸带的一部分，选取O、A、B、C计数点，已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，则打B点时小车的瞬时速度大小为____m/s（保留三位有效数字）。 14. 某同学先后用图甲、乙两个实验装置，进行“探究平抛运动特点”的实验。 （1）在图甲装置中，用铁锤打击弹片，使A球水平抛出，同时B球自由落下，下列判断正确的是 。 A. 实验中必须保证两球的质量相等 B. 图甲实验说明平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体运动 C. 图甲实验说明平抛运动在水平方向的分运动为匀速直线运动 D. 若增大打击弹片力度，A球在空中运动时间将延长 （2）该同学随后又用图乙所示的装置研究平抛运动 ①从斜轨上释放小球，用每隔T曝光一次的频闪照相机正对着木板照相，每次需让小球从同一位置由静止释放，是为了____________； ②从数字计时器读得小球通过光电门的遮光时间t，已知小球直径为d，则小球通过光电门时的瞬时速度为v1=__________；（用题中物理量符号表示） ③根据频闪照片中记录的信息，在坐标纸上标出小球离开斜轨后的5个连续位置A、B、C、D、E，其中A、E之间在水平方向上有12个方格，坐标纸一个方格的边长为L，由此可求得小球做平抛运动的初速度为v2=__________； ④实际实验中导致v1≠v2的可能原因有___________。（填选项前的字母） A.小球在轨道斜面上受摩擦阻力 B.小球平抛运动过程受空气阻力 C.小球经过光电门时，球心与光线不在同一高度 四、解答题（3个小题，共34分。要求写出必要的公式、文字叙述） 15. 如图所示，排球场总长为18m，设球网高度为2m，运动员站在离网3m的线上（图中虚线所示）正对网前跳起将球水平击出。若击球点在3m线正上方的高度小于某个值，那么无论击球的速度多大，球不是触网就是越界，求这个高度。（不计空气阻力，取） 16. 如图所示，是一种大型机械车间运输货物的天车。天车通过钢索竖直悬挂货物，现将一质量为的货物（可视为质点）沿着与水平方向成30°角的方向匀速吊起，使货物在10s内向斜上方移动了的距离，空气阻力不计，钢索始终竖直，重力加速度。求： （1）10s内钢索对货物的拉力做功； （2）10s末拉力的瞬时功率P。 17. 如图所示为一游戏装置的简化图，其轨道由U型对称光滑水平圆管轨道ABCD、一段粗糙的竖直倾斜轨道DE和竖直光滑圆轨道EF组成。DE与EF轨道相切于E点。图中半圆弧型轨道BC和圆轨道EF对应的半径均为R=1m、DE的长度L=5m、倾角θ=37°、摩擦因数μ=0.8。游戏开始时，一质量为m=1kg的小球（小球直径略小于圆管口径，可视作质点）在管口A以初速度向管内运动。已知重力加速度g取10m/g2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，忽略空气阻力，各轨道间平滑衔接，在D处通过连接处的转弯管道使速度方向沿倾斜轨道，不计衔接处的能量损失。求： （1）小球运动到BC圆管轨道时，受到轨道的作用力的大小； （2）小球运动到倾斜轨道E点时，重力的功率P； （3）若要保证小球在EF圆轨道上运动时不脱离轨道，小球初速度v0范围？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 嘉陵一中高2023级高一下期5月月考 物理试卷 考试时间：75分钟 满分：100分 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 第Ⅰ卷（选择题） 一、单选题（本题包括8小题，每小题4分，共32分，每小题只有一个选项符合题意） 1. 做曲线运动的物体，在运动过程中，一定变化的物理量是（　　） A. 速率 B. 速度 C. 加速度 D. 合外力 【答案】B 【解析】 【详解】A．做曲线运动物体，在运动过程中，速度大小，即速率不一定发生变化，例如匀速圆周运动，A错误； B．做曲线运动的物体，在运动过程中，速度的方向时刻发生变化，即一定变化的物理量是速度，B正确； CD．做曲线运动的物体，在运动过程中，其所受外力的合力与加速度可能不变，例如平抛运动，CD错误。 故选B。 2. 下列说法正确的是（　　） A. 两个直线运动的合运动一定是直线运动 B. 卡文迪许在利用扭秤实验装置测量引力常量G时，应用了微元法 C. 物体在恒定合外力作用下不可能做匀速圆周运动 D. 牛顿进行了“月地检验”，他比较的是月球表面上物体的重力加速度和地球表面上物体的重力加速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．两个直线运动的合运动不一定是直线运动，可能是曲线运动，A错误； B．卡文迪许在利用扭秤实验装置测量引力常量G时，应用了放大法，B错误； C．物体在恒定合外力作用下不可能做匀速圆周运动，因为匀速圆周运动合外力提供向心力，向心力时刻在变，所以恒力作用下物体不可能做匀速圆周运动，C正确； D．牛顿进行了“月地检验"”，他比较的是月球绕地球公转的向心加速度和地球表面上物体的重力加速度，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，绳子通过固定在天花板上的定滑轮，两端分别与同一水平面上的两物体连接，当两物体到达如图所示位置时，绳与水平面的夹角分别为、，两物体的速度大小分别为，已知、，则与之比为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设此时绳子的速度大小为，将A、B的速度分别沿绳的方向和垂直绳的方向分解，可得 解得 故选A。 4. 质量为的小物块，在水平拉力F的作用下在水平面上直线运动1m距离，此过程中拉力F随位移x变化的关系如图所示，已知物块与水平面间的动摩擦因数，重力加速度。则物块在内所受合力做功为（　　） A. 3J B. 4J C. 5J D. 6J 【答案】A 【解析】 【详解】小物块所受的摩擦力 由图可知，拉力的最小值都大于小物块所受的摩擦力，所以从拉力作用开始，小物块就开始运动，根据可知图像的面积为对小物块做的功为 摩擦力对小物块做的功为 物块在内所受合力做功为 故选A。 5. 把A、B两相同小球在离地面同一高度处以相同大小的初速度分别沿水平方向和竖直方向抛出，不计空气阻力，如图所示，则下列说法正确的是（ ） A. 两小球落地时速度相同 B. 两小球落地时，重力的瞬时功率相同 C. 从开始运动至落地，重力对两小球做功相同 D. 从开始运动至落地，重力对两小球做功的平均功率相同 【答案】C 【解析】 【详解】A．两个小球在运动的过程中都是只有重力做功，机械能守恒，所以根据机械能守恒可以知两物体落地时速度大小相等，但方向不同，所以速度不同，故A错误； B．到达底端时两物体的速率相同，重力也相同，但A物体重力与速度有夹角，B物体重力与速度方向相同，所以落地前的瞬间B物体重力的瞬时功率大于A物体重力的瞬时功率，故B错误； C．根据重力做功的表达式得两个小球在运动的过程重力对两小球做功都为mgh，重力对两小球做功相同，故C正确； D．从开始运动至落地，重力对两小球做功相同，但过程A所需时间小于B所需时间，根据 可知重力对两小球做功的平均功率不相同，故D错误。 故选C。 6. 四颗地球卫星a、b、c、d的排列位置如图所示，a是静止在地球赤道上还未发射的卫星，b是近地轨道卫星，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，四颗卫星相比较（　　） A. a的向心加速度最大 B. c相对于b静止 C. 相同时间内b转过的弧长最长 D. d的运行周期最小 【答案】C 【解析】 【详解】A．同步卫星的周期必须与地球自转周期相同、角速度相同，则知a与c的角速度相同，根据 知c的向心加速度比a的向心加速度大，又根据 可知 即b的向心加速度最大，故A错误； B．b是近地轨道卫星，c是地球同步卫星，c相对于地面静止，近地轨道卫星相对于地面运动，所以c相对于b运动，故B错误； C．同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，角速度相同，则知a与c的角速度相同，根据 知c的线速度比a的线速度大，由 得 卫星的半径越大，线速度越小，所以 由 在相同时间内b转过的弧长最长，故C正确； D．由开普勒第三定律 可知卫星的半径越大，周期越大，所以 所以d的运行周期不是最小，故D错误。 故选C。 7. 如图所示甲、乙、丙、丁是游乐场中比较常见的过山车，甲、乙两图的轨道车在轨道的外侧做圆周运动，丙、丁两图的轨道车在轨道的内侧做圆周运动，两种过山车都有安全锁（由上、下、侧三个轮子组成）把轨道车套在了轨道上，车中座椅是指底座、靠背以及安全卡扣组成的整体，四个图中轨道的半径都为R，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最高点时，座椅一定给人向上的力 B. 乙图中，轨道车过最底点的最大速度为 C. 丙图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时，座椅一定给人向上的力 D. 丁图中，轨道车过最高点的最小速度为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由重力提供向心力可得 轨道车通过最高点的临界速度为 若通过最高点速度大于临界速度，座椅给人的力向下，若通过最高点速度小于临界速度，座椅给人的力向上，故A错误； B．乙图中轨道车合力向上，可得 由于不知轨道车和轨道弹力最大值，所以不能求出速度最大值，故B错误； C．丙图中人的合力向上提供向心力，所以座椅给人向上的力，故C正确； D．丁图中，轨道可以提供轨道车向上弹力，属于圆周运动有支撑模型，所以最高点速度大于零即可，故D错误。 故选C。 8. 旋转木马可以简化为如图所示的模型，两个完全相同的可视为质点的小球a、b分别用悬线悬于水平杆A、B两端，OB＝2OA，将装置绕竖直杆匀速旋转后，a、b在同一水平面内做匀速圆周运动，两悬线与竖直方向的夹角分别为、，则下列判断正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由于a、b两球做圆周运动的角速度相同，设OA段长为L，OB段长为2L，对a球有 对b球有 解得 故选B。 二、多选题（本题包含4小题，每小题5分，共20分，每小题给出的四个选项中，有多个选项符合要求，全部选对的得5分，选对但选不全的得3分，有选错的得0分） 9. 质量为m的物体，在距地面h高处以的加速度由静止竖直下落到地面，下列说法中正确的是（  ） A. 重力做功 B. 物体的机械能减少 C. 物体的动能增加 D. 物体的重力势能减少mgh 【答案】CD 【解析】 【详解】AD．重力做功 物体的重力势能减少mgh，故A错误，D正确； B．物体除重力做功，阻力做负功，导致机械能减少，根据牛顿第二定律得 得 阻力做功 物体的机械能减少，故B错误； C．根据动能定理，物体的动能增加 故C正确。 故选CD。 10. 如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑圆形管道，管道里有一个直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，下列说法中正确的是（ ） A. 小球通过管道最高点时，管道对小球的作用力一定向上 B. 小球通过管道最高点时，管道对小球的作用力可能为零 C. 小球通过管道最低点时，管道对小球作用力可能为零 D. 小球通过管道最低点时，管道对小球的作用力一定向上 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．小球通过管道最高点时，当重力刚好提供向心力时，管道对小球的作用力为零，故A错误，B正确； CD．小球通过管道最低点时，小球的加速度方向竖直向上，小球处于超重状态，小球受到管道的支持力大于小球的重力，支持力方向竖直向上，故C错误，D正确。 故选BD。 11. 2023年10月26日17时46分，我国发射的神舟十七号载人飞船与已在轨的空间站组合体完成自主快速交会对接，它们在地球上空的对接过程如图所示，则下列说法中正确的是（　　） A. 神舟十七号的发射速度应大于第一宇宙速度 B 神舟十七号进入II轨道后周期变长 C. “M卫星”若要与空间站对接，可以在III轨道上点火加速追上空间站 D. 神舟十七号在II轨道上c点点火加速进入III轨道，此时在III轨道上的c点的加速度大于II轨道上的c点的加速度 【答案】AB 【解析】 【详解】A．第一宇宙速度是发射地球卫星的最小发射速度，发射“神舟十七号”的速度大于第一宇宙速度，A正确； B．由开普勒第三定律知，神舟十七号进入II轨道后周期变长，B正确； C．“M卫星”若要与空间站对接，“M卫星”应该由低轨道与高轨道的空间站对接，对接开始时需要点火加速，脱离原有轨道，此后做离心运动与空间站实现对接，若在同一轨道，“M卫星”点火加速轨道会变的更高，C错误； D．根据牛顿第二定律有 可得 III轨道上c点的加速度等于II轨道上的c点的加速度，D错误； 故选AB。 12. 一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物，当重物的速度为时，起重机的功率达到最大值P，之后起重机保持该功率不变，继续提升重物，最后重物以最大速度匀速上升，不计钢绳重力。整个过程中，下列说法正确的是（　　） A. 钢绳的最大拉力为 B. 重物匀加速过程的时间为 C. 重物匀加速过程加速度为 D. 速度由增大至的过程中，重物的平均速度 【答案】BD 【解析】 【详解】A．匀加速过程物体处于超重状态，钢绳拉力最大，匀加速运动阶段钢绳的拉力为 故A错误； BC．根据牛顿第二定律可知 结合，解得 故B正确，C错误； D．在速度由增大至的过程中，重物做加速度减小的变加速运动，则平均速度 故D正确。 故选BD。 第Ⅱ卷（非选择题） 三、实验题（本题共2小题，每空2分，共14分） 13. （1）在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中（装置如图甲）： ①下列说法哪一项是正确的（ ）（填选项前字母） A．平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上 B．为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量 C．实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放 ②图乙是实验中获得的一条纸带的一部分，选取O、A、B、C计数点，已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，则打B点时小车的瞬时速度大小为____m/s（保留三位有效数字）。 【答案】 ①. C ②. 0.653 【解析】 【详解】①[1]A．平衡摩擦力时要将纸带、打点计时器、小车等连接好，要通电，但不挂钩码，故A错误； B．为减小系统误差，应使钩码质量远小于小车质量，依据牛顿第二定律，则有钩码的重力接近小车的拉力，故B错误； C．实验时，为了能充分利用纸带，应使小车靠近打点计时器由静止释放，故C正确。 故选C； ②[2]B为AC时间段的中间时刻，根据匀变速运动规律得，平均速度等于中间时刻的瞬时速度，故 14. 某同学先后用图甲、乙两个实验装置，进行“探究平抛运动特点”的实验。 （1）在图甲装置中，用铁锤打击弹片，使A球水平抛出，同时B球自由落下，下列判断正确的是 。 A. 实验中必须保证两球的质量相等 B. 图甲实验说明平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体运动 C. 图甲实验说明平抛运动在水平方向的分运动为匀速直线运动 D. 若增大打击弹片力度，A球在空中运动时间将延长 （2）该同学随后又用图乙所示的装置研究平抛运动 ①从斜轨上释放小球，用每隔T曝光一次的频闪照相机正对着木板照相，每次需让小球从同一位置由静止释放，是为了____________； ②从数字计时器读得小球通过光电门的遮光时间t，已知小球直径为d，则小球通过光电门时的瞬时速度为v1=__________；（用题中物理量符号表示） ③根据频闪照片中记录的信息，在坐标纸上标出小球离开斜轨后的5个连续位置A、B、C、D、E，其中A、E之间在水平方向上有12个方格，坐标纸一个方格的边长为L，由此可求得小球做平抛运动的初速度为v2=__________； ④实际实验中导致v1≠v2的可能原因有___________。（填选项前的字母） A.小球在轨道斜面上受摩擦阻力 B.小球平抛运动过程受空气阻力 C.小球经过光电门时，球心与光线不在同一高度 【答案】（1）B （2） ①. 保证小球的初速度大小相等 ②. ③. ④. BC 【解析】 【小问1详解】 A．实验中两球的质量不一定必须相等，因为两球下落的时间与质量无关。故A错误； BC．小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开自由下落，两球同时落地，可知平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，不能得出水平方向上的运动规律。故B正确；C错误； D．A球在空中飞行时间与水平的初速度无关，因此增大打击弹片力度，A球在空中运动时间将不变。故D错误。 故选B。 【小问2详解】 ①[1]每次需让小球从同一位置由静止释放，是为了保证小球的初速度大小相等。 ②[2]小球通过光电门时的瞬时速度为 ③[3]小球做平抛运动的初速度为 ④[4]A．轨道斜面的作用是使小球获得一个水平初速度，小球在轨道斜面上受摩擦阻力并不影响的大小。故A错误； B．小球平抛运动过程受空气阻力，使得小球水平方向做减速运动，水平位移偏小，值偏小。故B正确； C．小球经过光电门时，球心与光线不在同一高度，会造成遮光时间变短，则造成偏大。故C正确。 故选BC。 四、解答题（3个小题，共34分。要求写出必要的公式、文字叙述） 15. 如图所示，排球场总长为18m，设球网高度为2m，运动员站在离网3m的线上（图中虚线所示）正对网前跳起将球水平击出。若击球点在3m线正上方的高度小于某个值，那么无论击球的速度多大，球不是触网就是越界，求这个高度。（不计空气阻力，取） 【答案】2.13m 【解析】 【详解】设击球点高度为时，球恰好既触网又压线，如图所示 设此时排球的初速度为v，击球点到触网点的水平位移 竖直位移 其中 根据平抛运动规律 解得速度公式 同理对压线点有 代入速度公式 根据 两式联立解得 即当击球高度小于2.13m时，无论球被水平击出的速度多大，球不是触网，就是越界。 16. 如图所示，是一种大型机械车间运输货物的天车。天车通过钢索竖直悬挂货物，现将一质量为的货物（可视为质点）沿着与水平方向成30°角的方向匀速吊起，使货物在10s内向斜上方移动了的距离，空气阻力不计，钢索始终竖直，重力加速度。求： （1）10s内钢索对货物的拉力做功； （2）10s末拉力的瞬时功率P。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）由平衡条件可知钢索拉力大小为 10s内钢索对货物的拉力做功为 代入数据解得 （2）10s末时的速度大小为 10s末钢索拉力的瞬时功率为 代入数据解得 17. 如图所示为一游戏装置的简化图，其轨道由U型对称光滑水平圆管轨道ABCD、一段粗糙的竖直倾斜轨道DE和竖直光滑圆轨道EF组成。DE与EF轨道相切于E点。图中半圆弧型轨道BC和圆轨道EF对应的半径均为R=1m、DE的长度L=5m、倾角θ=37°、摩擦因数μ=0.8。游戏开始时，一质量为m=1kg的小球（小球直径略小于圆管口径，可视作质点）在管口A以初速度向管内运动。已知重力加速度g取10m/g2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，忽略空气阻力，各轨道间平滑衔接，在D处通过连接处的转弯管道使速度方向沿倾斜轨道，不计衔接处的能量损失。求： （1）小球运动到BC圆管轨道时，受到轨道的作用力的大小； （2）小球运动到倾斜轨道E点时，重力的功率P； （3）若要保证小球在EF圆轨道上运动时不脱离轨道，小球初速度v0的范围？ 【答案】（1）；（2）；（3）或 【解析】 【详解】（1）小球在圆管轨道内受力分析得，竖直方向有 水平方向有 管道对小球的作用力大小为 代入数据求解得 （2）小球从D点到E点过程中，由动能定理得 代入数据得 小球在E点的功率 代入数据得 （3）情况1：小球恰能到F点，满足 球从A点到F点由动能定理得 代入数据得 所以满足 情况2：小球恰能到与圆心O等高位置，球从A点到O点等高位置处，由动能定理得 代入数据得 小球恰能到E点，球从A点到E点，由动能定理得 代入数据得 所以满足 综上分析可知 或 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$