内容正文:
滨州市博翱高级中学2022~2023学年度第一学期9月月考
高三物理试题
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分)
1. 如图甲所示,在广州亚运会射箭女子个人决赛中,中国选手程明获得亚军.创造了中国女子箭手在亚运个人赛历史上的最好成绩.那么射箭时,若刚释放的瞬间弓弦的拉力为100N,对箭产生的作用力为120 N,其弓弦的拉力如图乙中F1和F2所示,对箭产生的作用力如图中F所示.弓弦的夹角应为(cos53°=0.6) ( )
A. 53° B. 127° C. 143° D. 106°
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】由图知
解得
故选D。
2. 跳伞运动员从高空悬停的直升机上跳下过程中,运动员沿竖直方向运动的v﹣t图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 10 s末运动员的速度方向改变
B. 15 s末开始运动员处于静止状态
C. 运动员在0~10 s的平均速度等于10 m/s
D. 10~15 s运动员做加速度逐渐减小的减速运动
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.由图可知,运动员的速度一直为正,一直沿正向,速度方向没有改变,A错误;
B.15s末开始运动员做匀速直线运动,B错误;
C.0~10s内,若运动员做匀加速运动,平均速度为
根据图像的“面积”等于位移可知,运动员的实际位移大于匀加速运动的位移,故0~10s 内的平均速度大于匀加速运动的平均速度10m/s,C错误;
D.10~15s图像的斜率减小,则其加速度减小,故10~15s运动员做加速度逐渐减小的减速运动,D正确。
故选D。
3. 如图所示,一小球从A点由静止开始沿斜面向下做匀变速直线运动,若到达B点时速度为v,到达C点时速度为2v,则xAB∶xBC等于( )
A. 1∶1 B. 1∶2
C. 1∶3 D. 1∶4
【答案】C
【解析】
【详解】设小球做匀变速直线运动的加速度为,根据运动学公式可得
可得
故选C。
4. 质量为m的某同学在背越式跳高过程中,恰好越过高度为h的横杆,不计空气阻力,重力加速度为g。则( )
A. 起跳阶段,人始终处于失重转态
B. 上升过程中,人先失重后超重
C. 刚接触海绵垫时,在竖直方向即做减速运动
D. 从起跳最低点到上升最高点过程,人先超重后失重
【答案】D
【解析】
【详解】A.起跳阶段,人先向上加速运动,加速度方向向上,先处于超重状态,故A错误;
BD.从起跳最低点到上升最高点过程,人先向上加速后向上减速,加速度方向先向上后向下,人先超重后失重,故B错误,D正确;
C.刚接触海绵垫时,一开始弹力小于重力,人在竖直方向继续向下做加速运动,当弹力大于重力时,人做减速运动,故C错误。
故选D。
5. 如图所示,当小车沿水平面向右做加速度大小为2g(g为重力加速度大小)的加速运动时,物块恰好能相对于车厢静止于竖直车厢壁上,则物块与车厢壁间的动摩擦因数为( )
A. 0.2 B. 0.25 C. 0.5 D. 0.75
【答案】C
【解析】
【详解】对物块,根据牛顿第二定律得:
竖直方向有
水平方向有
物块恰好能相对于车厢静止于竖直车厢壁上,物块受到的静摩擦力达到最大,有
联立解得
故B 正确;ACD错误;
6. 习近平主席在2018年新年贺词中提到,科技创新、重大工程建设捷报频传,“慧眼”卫星遨游太空.“慧眼”于2017年6月15日在酒泉卫星发射中心成功发射,在10月16日的观测中,确定了γ射线的流量上限.已知“慧眼”卫星绕地球做匀速圆周运动,其轨道半径为r,运动周期为T,地球半径为R,引力常量为G,地球表面处的重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A. 地球的平均密度大小为
B. 地球的质量大小为
C. 地球表面的重力加速度大小
D. “慧眼”卫星的向心加速度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】设地球的质量为M,“慧眼”卫星的质量和向心加速度分别为m、a向,地球表面的重力加速度为g、地球的平均密度ρ,卫星在地表公转的周期为T0.
AD.根据万有引力提供向心力可得:
根据上述公式解得:
.
根据密度公式求解出地球密度为:
故A错误.D正确;
BC.地球表面的物体的重力近似等于物体所受到的万有引力,即:
解得地球的质量
重力加速度:
此时分母里的周期T0应该是卫星绕地表运动的周期,不是在高空中的周期T,故BC错误;
7. 如图所示,半径为R的半球形碗固定于水平面上,碗口水平且AB为直径,O点为球心.小球从AO连线上的C点沿CO方向以水平速度抛出,经时间小球与碗内壁垂直碰撞,重力加速度为g,则C、O两点间的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设小球落点在D点,如图所示
根据题意,OD为半径,则根据平抛运动位移与水平方向夹角与速度与水平方向夹角关系有
有
CE=2OE
根据直角三角形,有
又因
联立解得
OC=OE=
故选A。
8. 如图所示,倾斜直杆的左端固定在地面上,与水平面成角,杆上穿有质量为m的小球a和轻质环b,两者通过一条细绳跨过定滑轮相连接。当ab静止时,Oa端绳与杆的夹角也为,不计一切摩擦,重力加速度为g。则下列说法正确的是( )
A. a一定受到2个力的作用 B. a一定受到3个力的作用
C. 绳对a的拉力大小为 D. 杆对a的弹力大小为
【答案】C
【解析】
【详解】AB.当时,由几何关系可知,Oa绳处于竖直方向,对a进行受力分析,根据受力平衡可知,a受到重力和绳子拉力两个力的作用;当时,根据受力平衡可知,a受到重力、绳子拉力和杆的弹力三个力的作用;故AB错误;
CD.以a为对象,沿倾斜直杆方向根据受力平衡可得
解得绳对a的拉力大小为
垂直倾斜直杆方向根据受力平衡可得
可得杆对a的弹力大小为
故C正确,D错误。
故选C。
二、多项选择题(每小题4分,共16分。每个小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
9. 2022年6月5日,神舟十四号载人飞船顺利将陈冬、刘洋、蔡旭哲3名航天员送入太空,与空间站组合体自主快速交会对接。空间站组合体离地面的距离为h,地球半径为R,组合体绕地球做匀速圆周运动的周期为T(约90min),万有引力常量为G,下列说法正确的是( )
A. 空间站组合体绕地球运行的线速度小于第一宇宙速度
B. 空间站组合体向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度
C. 地球的质量为
D. 地球的密度为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由万有引力提供向心力得
解得
可知轨道越高速度越小。而第一宇宙速度的大小等于近地坏绕速度。所以空间站组合体绕地球运行的线速度小于第一宇宙速度。故A正确;
B.由万有引力提供向心力得
解得
,
可知轨道越高,加速度越小,周期越大,而空间站的周期小于同步卫星的周期,则空间站的高度低于同步卫星,所以空间站组合体的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度,故B错误;
C.由万有引力提供向心力得
解得地球的质量为
故C正确;
D.地球的密度为
故D错误。
故选AC。
10. 如图所示,一足够长的木板静止在光滑水平面上,一物块静止在木板上,木板和物块间有摩擦。现用水平力向右拉木板,当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时,撤掉拉力,此后木板和物块相对于水平面的运动情况为( )
A. 物块先向左运动,再向右运动
B. 物块向右运动,速度逐渐增大,直到做匀速运动
C. 木板向右运动,速度逐渐变小,直到做匀速运动
D. 木板和物块的速度都逐渐变小,直到为零
【答案】BC
【解析】
【详解】当物块相对木板滑动了一段距离仍有相对运动时撤掉拉力,此时物块速度小于木板的速度,两者之间存在滑动摩擦力,物块受到木板的滑动摩擦力方向向右,与其速度方向相同,向右做加速运动,而木板受到物块的滑动摩擦力方向向左,与其速度方向相反,向右做减速运动,当两者速度相等时一起向右做匀速直线运动。
故选BC。
【点睛】
11. 甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其图像如图所示。已知两车在时并排行驶,则( )
A. 在时,甲车在乙车后
B. 在时,甲车在乙车前7.5 m
C. 两车另一次并排行驶的时刻是
D. 甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40 m
【答案】BD
【解析】
【详解】B.由题中图像得
两车在时并排行驶,此时
所以时甲车在前,距乙车的距离为
故B正确。
AC.时
此时
所以另一次并排行驶的时刻为
故A、C错误;
D.两次并排行驶的位置沿公路方向相距
故D正确。
故选BD。
12. 如图所示,放于竖直面内的光滑金属细圆环半径为R,质量为m的带孔小球穿于环上,同时有一长为R的细绳一端系于球上,另一端系于圆环最低点,绳能承受的最大拉力为2mg.重力加速度的大小为g,当圆环以角速度ω绕竖直直径转动时,下列说法正确的是
A. 圆环角速度ω小于时,小球受到2个力作用
B. 圆环角速度ω等于时,细绳恰好伸直
C. 圆环角速度ω等于2时,细绳将断裂
D. 圆环角速度ω大于时,小球受到2个力的作用
【答案】ABD
【解析】
【详解】AB.设角速度ω在0~ω1范围时绳处于松弛状态,球受到重力与环的弹力两个力的作用,弹力与竖直方向夹角为θ,则有:
mgtan θ=mRsin θ•ω2,
即为:
,
当绳恰好伸直时有:θ=60°,对应,故AB正确;
CD.设在ω1<ω<ω2时绳中有张力且小于2mg,此时有:
FNcos 60°=mg+FTcos 60°
FNsin 60°+FTsin 60°=mω2Rsin 60°
当FT取最大值2mg时代入可得:
即当时绳将断裂,小球又只受到重力、环的弹力两个力的作用,故C错误,D正确.
三、实验题((2个小题,共16分)
13. 某同学利用如图所示装置研究小车的匀变速直线运动.
(1)实验中,必要的措施是________.
A.平衡小车与长木板间的摩擦力
B.先接通电源再释放小车
C.小车的质量远大于钩码的质量
D.细线必须与长木板平行
(2)他实验时将打点计时器接到频率为50 Hz的交流电源上,得到一条纸带,打出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有4个点,图中未画出).:x1=1.40 cm、x2=2.15 cm、x3=2.91 cm、x4=3.65 cm、x5=4.41 cm、x6=5.15 cm.则小车的加速度a=________ m/s2(要求充分利用测量的数据),打点计时器在打E点时小车的速度vE=________ m/s.(结果均保留两位有效数字)
(3)如果当时电网中交变电流频率是f=51Hz,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比________ (填“偏大”“偏小”或“不变”).
【答案】 ①. BD ②. 0.75 ③. 0.40 ④. 偏小
【解析】
【分析】此题考查“研究小车的匀变速直线运动”的实验操作和数据处理.此题涉及逐差法求解加速度.
【详解】(1)
A.此实验只需小车做匀变速直线运动,得到匀变速直线运动的纸带,摩擦力的存在不会影响实验,所以不需要平衡小车与长木板间的摩擦力.故A选项不符合题意.
B.使用打点计时器的实验都需要先接通电源再释放小车,故B选项符合题意.
C.此实验只需小车做匀变速直线运动,只要拉得动就可以,不需要小车的质量远大于钩码的质量.故C选项不符合题意.
D.调节滑轮使细线必须与长木板平行,才能使小车匀变速运动.故D选项符合题意.
(2)每相邻两个计数点间还有4个点,所以T=0.1s.由逐差法得:
带入数据得:
打点计时器在打E点时小车的速度:
带入数据得:
取2位有效数字:
(3)如果当时电网中交变电流的频率是f=51Hz,那么频率偏高,T偏小,而做实验的同学并不知道,所以T用大了,那么加速度的测量值与实际值相比偏小.
14. (1)在研究平抛运动的实验中,下列说法正确的是_____
A.必须称出小球的质量
B.斜槽轨道必须是光滑的
C.斜槽轨道末端必须是水平的
D.应该使小球每次从斜槽上相同位置从静止开始滑下
(2)如图,某同学在研究平抛物体的运动的实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L=5.00cm,若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度为v0=_____m/s(g取值为10m/s2),小球在b点的速率vb=_____ m/s。(结果保留两位有效数字)a点_____抛出点(填“是”或“不是”)。
【答案】 ①. CD ②. 2.0 ③. 2.8 ④. 不是
【解析】
【详解】(1)[1]A、本实验与小球的质量无关,故A错误;
B、该实验要求小球每次抛出的初速度要相同而且水平,因此要求小球从同一位置静止释放,至于是否光滑没有影响,故B错误;
C、实验中必须保证小球做平抛运动,而平抛运动要求有水平初速度且只受重力作用,所以斜槽轨道必须要水平,故C正确;
D、为确保有相同的水平初速度,所以要求从同一位置无初速度释放,故D正确。
故选CD。
(2)[2][3][4]从图中看出,a、b、c、d 4个点间的水平位移均相等,是x=4L,因此这4个点是等时间间隔点。
竖直方向两段相邻位移之差是个定值,即
△y=gT2=2L
初速度
因此
vay=vby﹣gT=2﹣10×0.1=1m/s≠0
则a点不是抛出点;
四、计算题(共计34分)要求计算题写出必要的文字说明、方程式或重要的演算步骤,只写出最后答案的不得分。有数值计算计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
15. 如图所示,在粗糙水平台阶上静止放置一质量的小物块,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。在台阶右侧固定了一个以O点为圆心的圆弧形挡板,现用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。(g取)
(1)若小物块恰能击中挡板的上边缘P点,P点的坐标为,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作用的最小距离;
【答案】(1)4m/s;(2)2.5m
【解析】
【详解】(1)小物块从O到P做平抛运动,水平方向
竖直方向
解得
(2)为使小物块击中档板,小物块必须能运动到O点,设拉力F作用的最短距离为,由动能定理得
计算得出
16. 有一如图所示的装置,轻绳上端系在竖直杆的顶端O点,下端P连接一个小球(小球可视为质点),轻弹簧一端通过铰链固定在杆的A点,另一端连接在P点,整个装置可以在外部驱动下绕OA轴旋转.刚开始时,整个装置处于静止状态,弹簧处于水平方向.现在让杆从静止开始缓慢加速转动,整个过程中,绳子一直处于拉伸状态,弹簧始终在弹性限度内,忽略一切摩擦和空气阻力.已知:OA=4m,OP=5m,小球质量m=1kg,弹簧原长l=5m,重力加速度g取10m/2.求:
(1)弹簧的劲度系数k;
(2)当弹簧弹力为零时,整个装置转动的角速度ω.
【答案】(1) (2)
【解析】
【详解】(1)开始整个装置处于静止状态,对小球进行受力分析,如图所示:
根据平衡条件得:
,
联立并代入数据解得:
(2)当弹簧弹力为零时,小球上移至位置,绕中点C做匀速圆周运动,受力分析如图所示:
由图可得,轨道半径为,,其中
根据牛顿第二定律得:
联立解得:
17. 质量为的木楔倾角为,在水平面上保持静止,当将一质量为的木块放在木楔斜面上时,它正好匀速下滑。如果用与木楔斜面成角的力拉着木块匀速上升,如图所示(已知木楔在整个过程中始终静止,重力加速度为)。
(1)当时,拉力有最小值,求此最小值;
(2)当时,木楔对水平面的摩擦力是多大?
【答案】(1) ;(2)
【解析】
【详解】(1)木块在木楔斜面上匀速向下运动时,有
得
木块在力作用下沿斜面向上匀速运动,有
解得
则当时,有最小值,为
(2)因为木块及木楔均处于平衡状态,整体受到地面的摩擦力等于的水平分力,即
当当时,取最小值,木楔对水平面的摩擦力为
18. 如图所示,传送带长6m,与水平方向的夹角,以5m/s的恒定速度向上运动。。一个质量为2kg的物块(可视为质点),以10m/s的初速度平行于传送带,从传送带底端滑上传送带,已知物块与传送带之间的动摩擦因数,,,。求:
(1)物块刚滑上传送带时的加速度大小;
(2)物块到达传送带顶端时的速度大小;
(3)假如物块下面是黑色的,整个过程中,传送带上留下的黑色痕迹是多大?
【答案】(1);(2)4m/s;(3)1.25m
【解析】
【详解】(1)物块刚滑上传送带时,物块的加速度大小为,由牛顿第二定律
解得
(2)设物块速度减为5m/s所用时间为,则
解得
通过的位移
因,此后物块继续减速度上滑,加速度大小为,则
解得
设物块到达最高点的速度为,则
解得
(3)第一阶段物块和传送带的相对位移为
物块比传送带快,黑色痕迹在物块后面。第二段运动,物体比传送带慢,物体黑色痕迹在物块前,属于重复染黑部分。所以整个过程中,传送带上留下的黑色痕迹是
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滨州市博翱高级中学2022~2023学年度第一学期9月月考
高三物理试题
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分)
1. 如图甲所示,在广州亚运会射箭女子个人决赛中,中国选手程明获得亚军.创造了中国女子箭手在亚运个人赛历史上的最好成绩.那么射箭时,若刚释放的瞬间弓弦的拉力为100N,对箭产生的作用力为120 N,其弓弦的拉力如图乙中F1和F2所示,对箭产生的作用力如图中F所示.弓弦的夹角应为(cos53°=0.6) ( )
A. 53° B. 127° C. 143° D. 106°
2. 跳伞运动员从高空悬停的直升机上跳下过程中,运动员沿竖直方向运动的v﹣t图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 10 s末运动员的速度方向改变
B. 15 s末开始运动员处于静止状态
C. 运动员在0~10 s的平均速度等于10 m/s
D. 10~15 s运动员做加速度逐渐减小的减速运动
3. 如图所示,一小球从A点由静止开始沿斜面向下做匀变速直线运动,若到达B点时速度v,到达C点时速度为2v,则xAB∶xBC等于( )
A. 1∶1 B. 1∶2
C. 1∶3 D. 1∶4
4. 质量为m的某同学在背越式跳高过程中,恰好越过高度为h的横杆,不计空气阻力,重力加速度为g。则( )
A. 起跳阶段,人始终处于失重转态
B. 上升过程中,人先失重后超重
C. 刚接触海绵垫时,在竖直方向即做减速运动
D. 从起跳最低点到上升最高点过程,人先超重后失重
5. 如图所示,当小车沿水平面向右做加速度大小为2g(g为重力加速度大小)的加速运动时,物块恰好能相对于车厢静止于竖直车厢壁上,则物块与车厢壁间的动摩擦因数为( )
A 0.2 B. 0.25 C. 0.5 D. 0.75
6. 习近平主席在2018年新年贺词中提到,科技创新、重大工程建设捷报频传,“慧眼”卫星遨游太空.“慧眼”于2017年6月15日在酒泉卫星发射中心成功发射,在10月16日的观测中,确定了γ射线的流量上限.已知“慧眼”卫星绕地球做匀速圆周运动,其轨道半径为r,运动周期为T,地球半径为R,引力常量为G,地球表面处的重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A. 地球的平均密度大小为
B. 地球的质量大小为
C. 地球表面的重力加速度大小
D. “慧眼”卫星的向心加速度大小为
7. 如图所示,半径为R的半球形碗固定于水平面上,碗口水平且AB为直径,O点为球心.小球从AO连线上的C点沿CO方向以水平速度抛出,经时间小球与碗内壁垂直碰撞,重力加速度为g,则C、O两点间的距离为( )
A. B. C. D.
8. 如图所示,倾斜直杆的左端固定在地面上,与水平面成角,杆上穿有质量为m的小球a和轻质环b,两者通过一条细绳跨过定滑轮相连接。当ab静止时,Oa端绳与杆的夹角也为,不计一切摩擦,重力加速度为g。则下列说法正确的是( )
A. a一定受到2个力的作用 B. a一定受到3个力的作用
C. 绳对a的拉力大小为 D. 杆对a的弹力大小为
二、多项选择题(每小题4分,共16分。每个小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
9. 2022年6月5日,神舟十四号载人飞船顺利将陈冬、刘洋、蔡旭哲3名航天员送入太空,与空间站组合体自主快速交会对接。空间站组合体离地面的距离为h,地球半径为R,组合体绕地球做匀速圆周运动的周期为T(约90min),万有引力常量为G,下列说法正确的是( )
A. 空间站组合体绕地球运行的线速度小于第一宇宙速度
B. 空间站组合体的向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度
C. 地球的质量为
D. 地球的密度为
10. 如图所示,一足够长的木板静止在光滑水平面上,一物块静止在木板上,木板和物块间有摩擦。现用水平力向右拉木板,当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时,撤掉拉力,此后木板和物块相对于水平面的运动情况为( )
A. 物块先向左运动,再向右运动
B. 物块向右运动,速度逐渐增大,直到做匀速运动
C. 木板向右运动,速度逐渐变小,直到做匀速运动
D. 木板和物块速度都逐渐变小,直到为零
11. 甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其图像如图所示。已知两车在时并排行驶,则( )
A. 时,甲车在乙车后
B. 在时,甲车在乙车前7.5 m
C. 两车另一次并排行驶的时刻是
D. 甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40 m
12. 如图所示,放于竖直面内的光滑金属细圆环半径为R,质量为m的带孔小球穿于环上,同时有一长为R的细绳一端系于球上,另一端系于圆环最低点,绳能承受的最大拉力为2mg.重力加速度的大小为g,当圆环以角速度ω绕竖直直径转动时,下列说法正确的是
A. 圆环角速度ω小于时,小球受到2个力的作用
B. 圆环角速度ω等于时,细绳恰好伸直
C. 圆环角速度ω等于2时,细绳将断裂
D. 圆环角速度ω大于时,小球受到2个力的作用
三、实验题((2个小题,共16分)
13. 某同学利用如图所示装置研究小车的匀变速直线运动.
(1)实验中,必要的措施是________.
A.平衡小车与长木板间的摩擦力
B.先接通电源再释放小车
C.小车的质量远大于钩码的质量
D.细线必须与长木板平行
(2)他实验时将打点计时器接到频率为50 Hz的交流电源上,得到一条纸带,打出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有4个点,图中未画出).:x1=1.40 cm、x2=2.15 cm、x3=2.91 cm、x4=3.65 cm、x5=4.41 cm、x6=5.15 cm.则小车的加速度a=________ m/s2(要求充分利用测量的数据),打点计时器在打E点时小车的速度vE=________ m/s.(结果均保留两位有效数字)
(3)如果当时电网中交变电流的频率是f=51Hz,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比________ (填“偏大”“偏小”或“不变”).
14. (1)在研究平抛运动实验中,下列说法正确的是_____
A.必须称出小球的质量
B.斜槽轨道必须是光滑的
C.斜槽轨道末端必须是水平的
D.应该使小球每次从斜槽上相同位置从静止开始滑下
(2)如图,某同学在研究平抛物体的运动的实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L=5.00cm,若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度为v0=_____m/s(g取值为10m/s2),小球在b点的速率vb=_____ m/s。(结果保留两位有效数字)a点_____抛出点(填“是”或“不是”)。
四、计算题(共计34分)要求计算题写出必要的文字说明、方程式或重要的演算步骤,只写出最后答案的不得分。有数值计算计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
15. 如图所示,在粗糙水平台阶上静止放置一质量的小物块,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。在台阶右侧固定了一个以O点为圆心的圆弧形挡板,现用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。(g取)
(1)若小物块恰能击中挡板的上边缘P点,P点的坐标为,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作用的最小距离;
16. 有一如图所示的装置,轻绳上端系在竖直杆的顶端O点,下端P连接一个小球(小球可视为质点),轻弹簧一端通过铰链固定在杆的A点,另一端连接在P点,整个装置可以在外部驱动下绕OA轴旋转.刚开始时,整个装置处于静止状态,弹簧处于水平方向.现在让杆从静止开始缓慢加速转动,整个过程中,绳子一直处于拉伸状态,弹簧始终在弹性限度内,忽略一切摩擦和空气阻力.已知:OA=4m,OP=5m,小球质量m=1kg,弹簧原长l=5m,重力加速度g取10m/2.求:
(1)弹簧的劲度系数k;
(2)当弹簧弹力为零时,整个装置转动的角速度ω.
17. 质量为的木楔倾角为,在水平面上保持静止,当将一质量为的木块放在木楔斜面上时,它正好匀速下滑。如果用与木楔斜面成角的力拉着木块匀速上升,如图所示(已知木楔在整个过程中始终静止,重力加速度为)。
(1)当时,拉力有最小值,求此最小值;
(2)当时,木楔对水平面的摩擦力是多大?
18. 如图所示,传送带长6m,与水平方向的夹角,以5m/s的恒定速度向上运动。。一个质量为2kg的物块(可视为质点),以10m/s的初速度平行于传送带,从传送带底端滑上传送带,已知物块与传送带之间的动摩擦因数,,,。求:
(1)物块刚滑上传送带时的加速度大小;
(2)物块到达传送带顶端时的速度大小;
(3)假如物块下面是黑色的,整个过程中,传送带上留下的黑色痕迹是多大?
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