精品解析：四川省泸州市泸县普通高中共同体2023-2024学年高一下学期4月期中联合考试物理试题

泸县普通高中共同体2024年春期高2026届期中联合考试 物理试题 物理试卷共4页，满分100分。考试时间75分钟。 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28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，质量为的物体，受水平力的作用，在粗糙的水平面上运动，下列说法中正确的是（ ） A. 如果物体向右做减速直线运动，对物体做负功 B. 如果物体向右做匀速直线运动，对物体不做功 C. 如果物体向左做减速直线运动，对物体做负功 D. 如果物体向左做减速直线运动，摩擦力对物体做正功 2. 关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（ ） A 如图甲，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨和轮缘间会有挤压作用 B. 如图乙，“水流星”表演中，过最高点时水没有从杯中流出，水对杯底压力不可以为零 C. 如图丙，小球竖直面内做圆周运动，过最高点的速度至少等于 D. 如图丁，两小球在同一水平面做圆锥摆运动，则比的角速度小 3. 人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如卫星的线速度减小到原来的，卫星仍做匀速圆周运动，则（ ） A. 卫星的向心加速度减小到原来的 B. 卫星的角速度减小到原来的 C. 卫星的周期增大到原来的4倍 D. 卫星的周期增大到原来的2倍 4. 以20m/s的速度将一小球从地面竖直上抛，若忽略空气阻力，g取10m/s2，则物体在上升过程中重力势能和动能相等的位置距离地面的高度为（ ） A. B. C. D. 5. 如图所示，质量相等的两个小球和紧贴倒圆锥筒的光滑内壁各自做水平面内的匀速圆周运动，则（ ） A. 球受到的支持力较大 B. 球与球向心加速度大小相同 C. 球与球线速度大小相同 D. 球运动的角速度较大 6. 如图，拉格朗日点L1位于地球和月球连线上，处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动．据此，科学家设想在拉格朗日点L1建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动．以、分别表示该空间站和月球向心加速度的大小，表示地球同步卫星向心加速度的大小．以下判断正确的是（　　） A. B. C. D. 7. 小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上（如图甲所示），在刚接触轻弹簧的瞬间（如图乙），速度是，将弹簧压缩到最短（如图丙所示）的整个过程中，小球的速度和弹簧缩短的长度之间的关系（如图丁所示）所示，已知其中为曲线的最高点，该小球重为，弹簧在受到撞击至压缩到最短的过程中始终发生弹性形变，弹簧的弹力大小与形变成正比，下列说法正确的是（ ） A. 在撞击轻弹簧到轻弹簧压缩至最短的过程中，小球的动能逐渐变小 B. 从撞击轻弹簧到它被压缩至最短的过程中，小球的机械能先增大后减小 C. 从静止释放到轻弹簧压缩至最短整个过程中，小球机械能均保持不变 D. 此过程中，弹簧被压缩时产生的最大弹力为 二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 8. 如图所示，发射同步卫星的一般程序是：先让卫星进入一个近地的圆轨道，然后在点变轨，进入椭圆形转移轨道（椭圆轨道的近地点为近地圆轨道上的，远地点为同步圆轨道上的），到达远地点时再次变轨，进入同步轨道，设卫星在近地圆轨道上运行的速率为，在椭圆形转移轨道的近地点点的速率为，沿转移轨道刚到达远地点时的速率为，在同步轨道上的速率为，三个轨道上运动的周期分别为则下列说法正确的是（ ） A. B. C. 在点变轨时需要加速，点变轨时要减速 D. 卫星经过圆轨道的点和椭圆轨道的点时加速度大小相等 9. 如图甲，一长为且不可伸长的轻绳一端固定在点，另一端系住一小球，使小球在竖直面内圆周运动，小球经过最高点的速度大小为，此时绳子拉力大小为，拉力与速度的平方的关系如图乙所示，以下说法正确的是（ ） A. 利用该装置可以得出重力加速度 B. 利用该装置可以得出小球的质量 C. 绳长不变，用质量更大球做实验，得到的图线斜率更大 D. 小球质量不变，换绳长更长的轻绳做实验，图线点的位置不变 10. 一辆电动小汽车在水平路面上由静止启动，在 0~t1时间内做匀加速直线运动，t1时刻达到额定功率，之后保持以额定功率运动，其 v-t 图像如图所示。已知汽车的质量 m=1000 kg，汽车受到的阻力恒为 1000 N，取重力加速度大小g=10 m/s2，则下列说法正确的是（　　） A. 0~t1时间内汽车的加速度大小为 4 m/s2 B. 0~t2时间内汽车牵引力做的功为1.62×105J C. 汽车额定功率为18kW D. 根据题述条件可以求得 t2 =4s 三、实验探究题 11. 如图所示，向心力演示仪的挡板A、C到转轴距离为R，挡板B到转轴距离为2R，塔轮①④半径相同，①②③半径之比为1∶2∶3，④⑤⑥半径之比为3∶2∶1. 现通过控制变量法，用该装置探究向心力大小与角速度、运动半径，质量的关系。 （1）当质量和运动半径一定时，探究向心力的大小与角速度的关系，将传动皮带套在②⑤塔轮上，应将质量相同的小球分别放在挡板___________处（选填“A”、“B”或“C”中的两个）； （2）当质量和角速度一定时，探究向心力的大小与运动半径之间的关系，应将皮带套在___________塔轮上（选填①②③④⑤⑥中的两个）； （3）将大小相同的铁球和橡胶球分别放置在A、C挡板处，传动皮带套在①④两个塔轮上，图中标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球向心力大小的比值为3∶1，则铁球与橡胶球的质量之比为___________。 12. 在验证机械能守恒定律的实验中，所用电源的频率为。某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测得各计数点到点的距离，如图乙所示，图中点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C分别是每打两个点取出的计数点。取。 （1）从下列选项中选出实验所必须的器材，其对应的字母为______________。 A. 电火花计时器（包括纸带） B. 重锤 C. 天平 D. 秒表（或停表） （2）若重锤的质量为，当打点计时器打到点时重锤的重力势能比开始下落时减少了______________；此时重锤的动能比开始下落时增加了______________。（结果均保留三位有效数字） （3）测量从第一点到其余各点的下落高度，并计算对应速度，然后以为纵轴，以为横轴，根据实验数据作出图，如图像丙所示。若在误差允许的范围内图像是一条过原点且斜率为______________的直线，则验证了机械能守恒定律。 A. 19.6 B. 9.80 C. 4.90 （4）本小题中图像没过原点的原因是______________。 四、计算题 13. 如图所示，两个质量均为的重锤用不计质量的细杆连接，轻绳长度，它们之间的夹角为，开始时偏离竖直方向，由静止开始下落。当左边的重锤碰到钟时，右边的重锤恰好在最低点，即恰好在竖直方向，重力加速度为。求 （1）当左边的重锤在最低点时，右边的重锤重力的瞬时功率： （2）重锤碰到钟前一瞬间的角速度。 14. 一滑块在水平地面上沿直线滑行，时速率为。从此刻开始在与速度平行的方向上对其施加一水平作用力，力和滑块的速度随时间的变化规律分别如图甲、乙所示，求（两图取同一正方向，重力加速度）： （1）滑块与水平地面间的动摩擦因数； （2）第1s内摩擦力对滑块做功； （3）第2s内力F的平均功率。 15. 科技助力北京冬奥：我国自主研发“人体高速弹射装置”几秒钟就能将一名滑冰运动员从静止状态加速到指定速度，辅助滑冰运动员训练各种滑行技术。如图所示，某次训练，弹射装置在加速阶段将质量的滑冰运动员加速到速度后水平向右抛出，运动员恰好从A点沿着圆弧的切线方向进入光滑圆弧轨道AB。运动员水平抛出点距A点的竖直高度，AB圆弧轨道的半径为，B点是圆弧轨道的最低点，圆弧轨道与水平轨道BD平滑连接，A与圆心O的连线与竖直方向成37°角。MN是一段粗糙的水平轨道，长度为，水平轨道其他部分光滑。最右侧是一个半径为的半圆弧光滑轨道，C点是半圆弧光滑轨道的最高点，半圆弧光滑轨道与水平轨道BD在D点平滑连接。取重力加速度，，.整个运动过程中将运动员简化为一个质点。 （1）求运动员水平抛出的速度； （2）求运动员经过B点时对轨道的压力大小； （3）若运动员恰好能通过C点，求MN轨道的动摩擦因数。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 泸县普通高中共同体2024年春期高2026届期中联合考试 物理试题 物理试卷共4页，满分100分。考试时间75分钟。 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28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，质量为的物体，受水平力的作用，在粗糙的水平面上运动，下列说法中正确的是（ ） A. 如果物体向右做减速直线运动，对物体做负功 B. 如果物体向右做匀速直线运动，对物体不做功 C. 如果物体向左做减速直线运动，对物体做负功 D. 如果物体向左做减速直线运动，摩擦力对物体做正功 【答案】C 【解析】 【详解】A．如果物体向右做减速直线运动，由于力与运动方向相同，则对物体做正功，故A错误； B．如果物体向右做匀速直线运动，由于力与运动方向相同，则对物体做正功，故B错误； C．如果物体向左做减速直线运动，由于力与运动方向相反，则对物体做负功，故C正确； D．如果物体向左做减速直线运动，由于摩擦力与运动方向相反，则摩擦力对物体做负功，故D错误。 故选C。 2. 关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（ ） A. 如图甲，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨和轮缘间会有挤压作用 B. 如图乙，“水流星”表演中，过最高点时水没有从杯中流出，水对杯底压力不可以为零 C. 如图丙，小球竖直面内做圆周运动，过最高点的速度至少等于 D. 如图丁，两小球在同一水平面做圆锥摆运动，则比的角速度小 【答案】A 【解析】 【详解】A．火车转弯超过规定速度行驶时，需要更大的向心力，则外轨和轮缘间会有挤压作用，故A正确； B．在最高点时，当只有重力提供向心力时，杯底对水的支持力为零，由牛顿第三定律得水对杯底压力为零，故B错误； C．轻杆对小球可以提供支持力，则小球能通过最高点的临界速度为0，故C错误； D．设两球与悬点的竖直高度为h，根据牛顿第二定律 又 联立得 所以A、B两小球在同一水平面做圆锥摆运动，角速度相等，故D错误。 故选A 。 3. 人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如卫星的线速度减小到原来的，卫星仍做匀速圆周运动，则（ ） A. 卫星向心加速度减小到原来的 B. 卫星的角速度减小到原来的 C. 卫星的周期增大到原来的4倍 D. 卫星的周期增大到原来的2倍 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据万有引力提供圆周运动向心力有 解得 可知卫星的线速度减小到原来的，可知卫星的轨道半径变为原来的4倍。由 可得 可知卫星的向心加速度变为原来的，故A错误； B．由 可得 可知卫星的角速度减小到原来的，故B正确； CD．由，可知卫星的周期增大到原来的8倍，故CD错误。 故选B。 4. 以20m/s的速度将一小球从地面竖直上抛，若忽略空气阻力，g取10m/s2，则物体在上升过程中重力势能和动能相等的位置距离地面的高度为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设地面为势能零点处，距地面的高度为h时物体的重力势能和动能相等 由机械能守恒 解得 故选C。 5. 如图所示，质量相等的两个小球和紧贴倒圆锥筒的光滑内壁各自做水平面内的匀速圆周运动，则（ ） A. 球受到的支持力较大 B. 球与球向心加速度大小相同 C. 球与球线速度大小相同 D. 球运动的角速度较大 【答案】B 【解析】 【详解】A．对小球受力分析如图所示 小球受到重力和支持力，它们的合力提供向心力 F=mgtanθ 筒对小球的支持力 与轨道半径无关，故A错误； B．根据牛顿第二定律，有 可知向心加速度与轨道半径也无关，故B正确； CD．向心加速度 所以运动半径大的小球线速度大，角速度小，故A球的线速度一定大于B球的线速度，A球的角速度小于B球的角速度，故CD错误。 故选B。 6. 如图，拉格朗日点L1位于地球和月球连线上，处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动．据此，科学家设想在拉格朗日点L1建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动．以、分别表示该空间站和月球向心加速度的大小，表示地球同步卫星向心加速度的大小．以下判断正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】因空间站建在拉格朗日点，故周期等于月球的周期，根据可知，a2>a1；对空间站和地球的同步卫星而言，因同步卫星周期小于空间站的周期则，同步卫星的轨道半径较小，根据可知a3>a2，故选项D正确． 【点睛】此题考查了万有引力定律的应用；关键是知道拉格朗日点与月球周期的关系以及地球同步卫星的特点． 7. 小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上（如图甲所示），在刚接触轻弹簧的瞬间（如图乙），速度是，将弹簧压缩到最短（如图丙所示）的整个过程中，小球的速度和弹簧缩短的长度之间的关系（如图丁所示）所示，已知其中为曲线的最高点，该小球重为，弹簧在受到撞击至压缩到最短的过程中始终发生弹性形变，弹簧的弹力大小与形变成正比，下列说法正确的是（ ） A. 在撞击轻弹簧到轻弹簧压缩至最短的过程中，小球的动能逐渐变小 B. 从撞击轻弹簧到它被压缩至最短的过程中，小球的机械能先增大后减小 C. 从静止释放到轻弹簧压缩至最短整个过程中，小球的机械能均保持不变 D. 此过程中，弹簧被压缩时产生的最大弹力为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由丁图可知小球的速度先增加后减小，故小球的动能先增大后减小，故A错误； B C．在小球下落至弹簧压缩最短时，只有重力和弹簧弹力做功，故小球与弹簧组成的系统机械能守恒，从静止释放到撞击轻弹簧的过程中，小球的机械能保持不变；在压缩弹簧的过程中弹簧的弹性势能增加，故小球的机械能一直减小，故BC错误； D．小球速度最大时，所受的弹力为2N，由丁图可知，此时小球的形变量为0.1m，根据 kx=mg 解得弹簧的劲度系数 当弹簧弹力最大时形变量最大，根据胡克定律可知小球受到的最大弹力为 故D正确。 故选D。 二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 8. 如图所示，发射同步卫星的一般程序是：先让卫星进入一个近地的圆轨道，然后在点变轨，进入椭圆形转移轨道（椭圆轨道的近地点为近地圆轨道上的，远地点为同步圆轨道上的），到达远地点时再次变轨，进入同步轨道，设卫星在近地圆轨道上运行的速率为，在椭圆形转移轨道的近地点点的速率为，沿转移轨道刚到达远地点时的速率为，在同步轨道上的速率为，三个轨道上运动的周期分别为则下列说法正确的是（ ） A. B. C. 点变轨时需要加速，点变轨时要减速 D. 卫星经过圆轨道的点和椭圆轨道的点时加速度大小相等 【答案】BD 【解析】 【详解】A．卫星从近地圆轨道上的P点需加速，使得万有引力小于所需向心力，卫星做离心运动进入椭圆转移轨道。所以卫星在近地圆轨道上经过P点时的速度小于在椭圆转移轨道上经过P点的速度，即v1＜v2；沿转移轨道刚到达Q点速率为v3，在Q点点火加速之后进入圆轨道，速率为v4，所以卫星在转移轨道上经过Q点时的速度小于在圆轨道上经过Q点的速度，即v3＜v4；卫星在圆轨道有 得 由于同步轨道的半径大于近地轨道的半径，则v1＞v4 ，综上可知 v2＞v1＞v4＞v3 故A错误； B．根据开普勒第三定律可知，轨道半径或椭圆的半长轴越大的，周期越大，因此，故B正确； C．由离心运动条件，则知卫星在P点做离心运动，变轨时需要加速，在Q点变轨时仍要加速，故C错误； D．根据 可得 可知，卫星经过圆轨道的P点和椭圆轨道的P点时r相同，所以加速度大小相等，故D正确。 故选BD。 9. 如图甲，一长为且不可伸长的轻绳一端固定在点，另一端系住一小球，使小球在竖直面内圆周运动，小球经过最高点的速度大小为，此时绳子拉力大小为，拉力与速度的平方的关系如图乙所示，以下说法正确的是（ ） A. 利用该装置可以得出重力加速度 B. 利用该装置可以得出小球的质量 C. 绳长不变，用质量更大的球做实验，得到的图线斜率更大 D. 小球质量不变，换绳长更长的轻绳做实验，图线点的位置不变 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由图乙可知当时，此时绳子的拉力为零，物体的重力提供向心力，则有 可得 解得重力加速度为 故A错误； B．当时，对物体受力分析，有 联立解得小球的质量为 故B正确； C．小球经过最高点时，根据牛顿第二定律有 解得 所以图像的斜率为 所以绳长不变，用质量更大的球做实验，得到的图线斜率更大，故C正确； D．当时，有 可得 所以小球质量不变，换绳长更长的轻绳做实验，图线a点的位置将会发生变化，故D错误。 故选BC。 10. 一辆电动小汽车在水平路面上由静止启动，在 0~t1时间内做匀加速直线运动，t1时刻达到额定功率，之后保持以额定功率运动，其 v-t 图像如图所示。已知汽车质量 m=1000 kg，汽车受到的阻力恒为 1000 N，取重力加速度大小g=10 m/s2，则下列说法正确的是（　　） A. 0~t1时间内汽车的加速度大小为 4 m/s2 B. 0~t2时间内汽车牵引力做的功为1.62×105J C. 汽车的额定功率为18kW D. 根据题述条件可以求得 t2 =4s 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由 可得0~t1 时间内汽车牵引力大小为 由牛顿第二定律 可得 故A正确； BD．由 可得 t1~t2 时间内做变加速运动，由动能定理可得 可知t2与x2是互求关系，这两个量都未知，故0~t2 时间内汽车牵引力做的功未知，故BD错误； C．由 可得 故C正确。 故选AC。 三、实验探究题 11. 如图所示，向心力演示仪的挡板A、C到转轴距离为R，挡板B到转轴距离为2R，塔轮①④半径相同，①②③半径之比为1∶2∶3，④⑤⑥半径之比为3∶2∶1. 现通过控制变量法，用该装置探究向心力大小与角速度、运动半径，质量的关系。 （1）当质量和运动半径一定时，探究向心力的大小与角速度的关系，将传动皮带套在②⑤塔轮上，应将质量相同的小球分别放在挡板___________处（选填“A”、“B”或“C”中的两个）； （2）当质量和角速度一定时，探究向心力大小与运动半径之间的关系，应将皮带套在___________塔轮上（选填①②③④⑤⑥中的两个）； （3）将大小相同的铁球和橡胶球分别放置在A、C挡板处，传动皮带套在①④两个塔轮上，图中标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球向心力大小的比值为3∶1，则铁球与橡胶球的质量之比为___________。 【答案】（1）AC （2）①④ （3） 【解析】 【小问1详解】 当质量和运动半径一定时，探究向心力的大小与角速度的关系，需要控制两小球做圆周运动的半径相同，故应将质量相同的小球分别放在挡板AC处。 【小问2详解】 当质量和角速度一定时，探究向心力的大小与运动半径之间的关系，两个变速轮塔靠皮带传送，即皮带套在的塔轮上线速度相同，若控制角速度相同，则两塔轮的半径相同，故应将皮带套在①④塔轮上； 【小问3详解】 将大小相同的铁球和橡胶球分别放置在A、C挡板处，传动皮带套在①④两个塔轮上，可知两球转动的半径和角速度相同，图中标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球向心力大小的比值为，根据 可知铁球与橡胶球的质量之比为 12. 在验证机械能守恒定律的实验中，所用电源的频率为。某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测得各计数点到点的距离，如图乙所示，图中点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C分别是每打两个点取出的计数点。取。 （1）从下列选项中选出实验所必须的器材，其对应的字母为______________。 A. 电火花计时器（包括纸带） B. 重锤 C. 天平 D. 秒表（或停表） （2）若重锤的质量为，当打点计时器打到点时重锤的重力势能比开始下落时减少了______________；此时重锤的动能比开始下落时增加了______________。（结果均保留三位有效数字） （3）测量从第一点到其余各点的下落高度，并计算对应速度，然后以为纵轴，以为横轴，根据实验数据作出图，如图像丙所示。若在误差允许的范围内图像是一条过原点且斜率为______________的直线，则验证了机械能守恒定律。 A. 19.6 B. 9.80 C. 4.90 （4）本小题中图像没过原点的原因是______________。 【答案】（1）AB （2） ①. 1.85J ②. 1.68J （3）A （4）先释放了纸带，再接通了打点计时器的电源 【解析】 【小问1详解】 AB．需要使用打点计时器（包括纸带）在纸带上打出一系列点迹；需要使用重锤拖动纸带，故AB正确； C．实验要验证 因重锤质量可以约去， 所以不需要天平测质量，故C错误； D．通过打点计时器可以得到计数点间的时间间隔，所以不需要秒表（或停表），故D错误。 故选AB。 【小问2详解】 [1]重锤从开始下落到打B点时，减少的重力势能为 [2]根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则打B点时重锤的速度大小为 从重锤下落到打B点时增加的动能为 【小问3详解】 根据机械能守恒可得 可得 可知的斜率为 故选A。 【小问4详解】 根据图像可知，高度为零，速度不为零，所以图像没过原点的原因是：先释放了纸带，再接通了打点计时器的电源。 四、计算题 13. 如图所示，两个质量均为的重锤用不计质量的细杆连接，轻绳长度，它们之间的夹角为，开始时偏离竖直方向，由静止开始下落。当左边的重锤碰到钟时，右边的重锤恰好在最低点，即恰好在竖直方向，重力加速度为。求 （1）当左边的重锤在最低点时，右边的重锤重力的瞬时功率： （2）重锤碰到钟前一瞬间的角速度。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）设左边的重锤在最低点时，两球的速度大小为，由静止开始到左边的重锤在最低点过程中，对两重锤组成的系统，由机械能守恒定律得 解得 右边的重锤速度方向与竖直方向的夹角为，其重力的瞬时功率为 （2）重锤碰到钟前一瞬间的的速度为，由静止开始到重锤碰到钟前一瞬间过程中，对两重锤组成的系统，由机械能守恒定律得 解得 重锤碰到钟前一瞬间的角速度 14. 一滑块在水平地面上沿直线滑行，时速率为。从此刻开始在与速度平行的方向上对其施加一水平作用力，力和滑块的速度随时间的变化规律分别如图甲、乙所示，求（两图取同一正方向，重力加速度）： （1）滑块与水平地面间的动摩擦因数； （2）第1s内摩擦力对滑块做功； （3）第2s内力F的平均功率。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）滑块运动的加速度大小 由题图知，第内有 第内有 则 又由 可得动摩擦因数 （2）第内的位移大小为 解得 根据功的公式可得第内摩擦力对滑块做功为 解得 （3）根据图像可知，第内的平均速度大小 所以第内力的平均功率 解得 15. 科技助力北京冬奥：我国自主研发的“人体高速弹射装置”几秒钟就能将一名滑冰运动员从静止状态加速到指定速度，辅助滑冰运动员训练各种滑行技术。如图所示，某次训练，弹射装置在加速阶段将质量的滑冰运动员加速到速度后水平向右抛出，运动员恰好从A点沿着圆弧的切线方向进入光滑圆弧轨道AB。运动员水平抛出点距A点的竖直高度，AB圆弧轨道的半径为，B点是圆弧轨道的最低点，圆弧轨道与水平轨道BD平滑连接，A与圆心O的连线与竖直方向成37°角。MN是一段粗糙的水平轨道，长度为，水平轨道其他部分光滑。最右侧是一个半径为的半圆弧光滑轨道，C点是半圆弧光滑轨道的最高点，半圆弧光滑轨道与水平轨道BD在D点平滑连接。取重力加速度，，.整个运动过程中将运动员简化为一个质点。 （1）求运动员水平抛出的速度； （2）求运动员经过B点时对轨道的压力大小； （3）若运动员恰好能通过C点，求MN轨道动摩擦因数。 【答案】（1）8m/s；（2）2040N；（3）0.05 【解析】 【详解】（1）运动员经过A点时竖直方向速度为 解得 由于运动员恰好从A点沿着圆弧的切线方向进入光滑圆弧轨道AB （2）从抛点到B，由动能定理得 由牛顿第二定律得 联立解得 由牛顿第三定律可知：运动员经过B点时对轨道的压力大小为 （3）运动员恰好能通过C点时重力恰好全部提供运动员在该位置的向心力，由牛第二定律得 从B到C由动能定理得 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$