精品解析：吉林省延边第二中学2023-2024学年高一下学期第二次阶段检测物理试题

延边第二中学2023—2024学年度第二学期 第二次阶段检测高一物理试卷 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题为只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。） 1. 在科学发展的历程中，许多科学家做出了杰出的贡献，下列叙述符合史实的是（　　） A. 第谷经过多年的天文观测，发现了行星绕太阳运动的轨道是椭圆 B. 牛顿力学适用于分析高速运动的μ子的寿命 C. 牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律 D. 相对论的出现使经典物理学在自己的适用范围内不再继续发挥作用 2. 如图所示为低空跳伞极限运动表演，运动员从悬崖上一跃而下，实现了自然奇观与极限运动的完美结合。假设质量为m的跳伞运动员，由静止开始下落（空气阻力不可忽略），在打开伞之前，下落高度h时速度达到v。在运动员下落h的过程中，已知重力加速度为g。下列说法正确的是（ ） A. 运动员的重力做功为 B. 运动员的重力势能减少了 C. 运动员的动能增加了mgh D. 运动员的机械能减少了 3. 排球比赛中，甲运动员在离地高度为处将排球水平击出，乙运动员在离地高度为处将排球垫起，垫起前后排球的速度大小相等，方向相反，且与水平方向成37°。已知排球网高为2.35m，重力加速度大小为，，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 排球被垫起前在空中运动的时间为0.8s B. 排球被水平击出时的初速度大小为6m/s C. 排球被垫起后运动到最高点时距离地面的高度为1.8m D. 为保证排球过网，甲击球时离网的最大水平距离是2.4m 4. 地球静止卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为1天，月亮绕地球做匀速圆周运动的周期为27天，则地球静止卫星与月亮绕地球运动的（　　） A. 轨道半径之比为1∶81 B. 角速度之比为1∶27 C. 线速度之比为3∶1 D. 向心加速度之比为9∶1 5. 如图所示，将完全相同的小球1、2、3分别从同一高度由静止释放（图甲和图丙）或平抛（图乙），其中图丙是一固定在地面上的光滑斜面，每个小球从开始运动到落地过程，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 小球3落地瞬间的重力的功率最小 B. 3个小球落地瞬间的速度大小相等 C. 该过程中，小球3的重力做功最多 D. 该过程中，3个小球的重力做功的平均功率相等 6. 海王星是仅有的利用数学预测发现的行星，是牛顿经典力学的辉煌标志之一、在未发现海王星之前，天文学家发现天王星实际运动的轨道与万有引力理论计算的值总存在一些偏离，且周期性地每隔时间t发生一次最大的偏离。天文学家认为形成这种现象的原因是天王星外侧还存在着一颗未知行星绕太阳运行，其运行轨道与天王星在同一平面内，且与天王星的绕行方向相同，每当未知行星与天王星距离最近时，它对天王星的万有引力引起天王星轨道的最大偏离，该未知行星即为海王星。已知天王星的公转周期为T，则海王星的公转周期为（ ） A. B. C. D. 7. 一质量为m=1kg的物块静止在水平面上，如图（a）所示。t=0时刻，对物块施加一水平向右的拉力F，通过力传感器测得拉力F随时间的变化关系如图（b）所示。已知物块与地面间的摩擦因数μ=0.5，且认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2则下列说法不正确的是（　　） A. t=1s至t=3s时间内，物块的加速度先增大后减小 B. t=3s时刻，物体获得的速度为7.5m/s C. t=3s时刻，拉力F的功率等于25W D. 在拉力F减为零后，物块将继续向前运动0.5s时间停下来 8. 如图所示，轻质弹簧和轻绳一端固定，轻绳的另一端与质量为0.4kg的小物块相连接，此时弹簧处于压缩状态，弹簧与物块不拴接。现将轻绳剪断，物块从A点由静止开始向右运动，最终停在M点。 已知小物块与水平地面之间的动摩擦因数为0.25，A、M之间的距离为1.5m，忽略空气阻力，取g=10m/s²。则在物块由A点运动至M点的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 物块与弹簧分离时的速度最大 B. 物块速度最大时，弹簧的弹力大小为1N C. 物块从脱离弹簧到停止运动，位移随时间均匀增大 D. 初始时，弹簧上储存的弹性势能为1.5J 9. 如图，质量分别为m和2m的两个小球P和Q，中间用轻质杆固定连接，杆长为l，在离P球处有一个光滑固定转轴O，如图所示。现在把杆置于水平位置后自由释放，Q球顺时针摆动到最低位置，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. P与Q在摆动过程中，线速度大小之比为 B. P、Q和轻杆所组成的系统，机械能不守恒 C. 小球Q在最低位置的速度大小为 D. 在此过程中，轻杆对小球P做功为 10. 如图所示，水平面上有一质量为5m的小球B与轻弹簧连接，还有质量为2m、半径为R的圆弧形槽C，其底部与水平面平滑相切，最初B、C均静止。一质量为m的小球A从距槽C顶端3R处自由落下后恰好滑入槽C，不计一切摩擦，则（　　） A. 球A沿槽C下滑过程中，槽C对球A做负功 B. 整个过程中球A、球B和槽C构成的系统动量守恒 C. 球A第一次滑至槽C最低点过程中，球A水平向左位移为 D. 球A与弹簧作用后，能够追上槽C 二、非选择题（本题共5小题，共54分。） 11. 如图甲所示，用自由落体法“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度的值为9.80m/s2，测得所用重物的质量为1.0kg。按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到打点计时器打下的第一个点O的距离如图乙所示 （1）在从起点O到打下计数点B的过程中重物重力势能的减少量是_____J，此过程中重物动能的增加量是_______J（计算结果均保留两位有效数字）。 （2）通过计算，数值上，这是因为_____________（写出一点原因即可）。 12. 如图甲是“验证动量守恒定律”的实验装置，用天平测得A、B球的质量分别为m1和m2，O点是轨道末端在白纸上的投影点，M、P、N为多次实验三个落点的平均位置。测出M、P、N与O的距离分别记为s1、s2、s3。 （1）为减少实验误差，实验中要求A球质量m1___________（选填“小于”“等于”或“大于”）B球质量m2； （2）关于本实验，下列说法正确的是___________； A. A、B球的半径可以不同 B. 斜槽末端必须水平，且斜槽必须光滑 C. A球每次必须从同一位置由静止释放 （3）在实验误差允许范围内，若满足关系式___________，则可以认为两球碰撞前后在水平方向上动量守恒；（用题中给出的测量量表示） （4）若想验证该碰撞是否是弹性碰撞，则只需满足关系式___________成立即可（用m1、m2、s1、s2、s3表示） （5）某实验小组在实验中，由于实验桌靠近竖直墙壁，导致小球飞出都撞击到竖直墙壁上，于是同学们把复印纸和白纸用透明胶固定在竖直墙壁上，并在白纸上标出小球放在槽口处球心的等高点O，然后重复前面的实验操作，如图乙所示，M、N、P分别为多次实验落点的平均位置，测得M、N、P分别与O点之间的竖直距离h1、h2、h3，当满足关系式___________时（用m1、m2和h1、h2、h3表示），即可证明入射小球A与被碰小球B碰撞过程中动量守恒。 13. 我国正在实施“嫦娥工程”。已知月球的半径为R，月球表面的重力加速度为g，引力常量G。求： （1）月球的密度ρ； （2）月球的第一宇宙速度大小。 14. 如图所示，竖直平面内的粗糙半圆形轨道下端与水平面相切，B、C分别为半圆形轨道的最低点和最高点．一质量的小物块可视为质点在水平面上由A点向左运动到轨道最低点B时的速度为，随后沿半圆轨道运动至C点水平飞出并落在水平面上，落点与B点之间的距离为。已知半圆形轨道的半径，取重力加速度，不计空气阻力。求： （1）滑块到B点时对轨道的压力大小； （2）滑块从C点水平飞出时的速度大小； （3）滑块从B点运动到C点过程中，物块克服摩擦力所做的功。 15. 如图所示，长度的不可伸长的细线的一端固定于O点，另一端系一质量的小球，质量的长木板静止在光滑水平面上，质量的物块放在长木板的左端。现拉动小球使细线伸直，当细线水平时由静止释放小球，小球运动到最低点时与物块处于同一高度并恰好与物块发生弹性碰撞（碰撞时间极短），物块刚好没有从长木板上滑下。物块与长木板之间的动摩擦因数，取重力加速度大小，小球和物块均视为质点，求： （1）小球与物块碰撞前瞬间细线上的拉力大小； （2）小球与物块碰撞后瞬间物块的速度大小； （3）长木板的长度x。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 延边第二中学2023—2024学年度第二学期 第二次阶段检测高一物理试卷 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题为只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。） 1. 在科学发展的历程中，许多科学家做出了杰出的贡献，下列叙述符合史实的是（　　） A. 第谷经过多年的天文观测，发现了行星绕太阳运动的轨道是椭圆 B. 牛顿力学适用于分析高速运动的μ子的寿命 C. 牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律 D. 相对论的出现使经典物理学在自己的适用范围内不再继续发挥作用 【答案】C 【解析】 【详解】A．开普勒发现了行星绕太阳运动的轨道是椭圆，故A错误； B．牛顿力学适用于宏观低速，而不适用于微观高速，所以牛顿力学不适用于分析高速运动的μ子的寿命，故B错误； C．牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律，故C正确； D．相对论的出现，使得经典物理学在微观高速的范围不再适用，但经典物理学在自己的适用范围内仍继续发挥作用，故D错误。 故选C。 2. 如图所示为低空跳伞极限运动表演，运动员从悬崖上一跃而下，实现了自然奇观与极限运动的完美结合。假设质量为m的跳伞运动员，由静止开始下落（空气阻力不可忽略），在打开伞之前，下落高度h时速度达到v。在运动员下落h的过程中，已知重力加速度为g。下列说法正确的是（ ） A. 运动员的重力做功为 B. 运动员的重力势能减少了 C. 运动员的动能增加了mgh D. 运动员的机械能减少了 【答案】D 【解析】 【详解】AB．运动员的重力做功为mgh，故运动员的重力势能减少了mgh，故AB错误； C．运动员的动能增加了，但由于空气阻力不可忽略，则mgh大于，故C错误； D．根据功能关系可知，运动员的机械能减少了 故D正确。 故选D。 3. 排球比赛中，甲运动员在离地高度为处将排球水平击出，乙运动员在离地高度为处将排球垫起，垫起前后排球的速度大小相等，方向相反，且与水平方向成37°。已知排球网高为2.35m，重力加速度大小为，，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 排球被垫起前在空中运动的时间为0.8s B. 排球被水平击出时的初速度大小为6m/s C. 排球被垫起后运动到最高点时距离地面的高度为1.8m D. 为保证排球过网，甲击球时离网的最大水平距离是2.4m 【答案】D 【解析】 【详解】A．排球从被击出到被垫起前做平抛运动，设其飞行时间为，有 解得 故A错误； B．乙同学垫起排球前瞬间排球在竖直方向速度的大小为 故排球被水平击出时的初速度大小为 故B错误； C．根据运动的对称性可得，排球被垫起后会沿原轨迹返回，故可知排球运动到最高点时距离地面的高度为，故C错误； D．排球恰好过网，由 ， 解得 故D正确。 故选D。 4. 地球静止卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为1天，月亮绕地球做匀速圆周运动的周期为27天，则地球静止卫星与月亮绕地球运动的（　　） A. 轨道半径之比为1∶81 B. 角速度之比为1∶27 C. 线速度之比为3∶1 D. 向心加速度之比为9∶1 【答案】C 【解析】 【详解】A．设静止卫星的轨道半径为，月亮绕地球运动的轨道半径为，根据开普勒第三定律可知 解得 故A错误； B．由公式 可知静止卫星与月亮绕地球运动的角速度之比为 故B错误； C．由公式 可知，静止卫星与月亮绕地球运动的线速度之比为 故C正确； D．由公式 可知，静止卫星与月亮绕地球运动的向心加速度之比为 故D错误。 故选C。 5. 如图所示，将完全相同的小球1、2、3分别从同一高度由静止释放（图甲和图丙）或平抛（图乙），其中图丙是一固定在地面上的光滑斜面，每个小球从开始运动到落地过程，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 小球3落地瞬间的重力的功率最小 B. 3个小球落地瞬间的速度大小相等 C. 该过程中，小球3的重力做功最多 D. 该过程中，3个小球的重力做功的平均功率相等 【答案】A 【解析】 【详解】A．落地瞬间重力的功率为 则对甲有 对乙有 对丙有 所以落地瞬间重力的功率 故A正确； B．根据动能定理对甲有 得 对乙有 得 对丙有 得 则落地瞬间速度 故B错误； C．重力做功的特点与路径无关，只与初末位置的高度差决定，所以该过程重力做功 故C错误； D．全程重力做功的平均功率为 由于三个小球下落的时间有 所以全程重力做功的平均功率 故D错误。 故选A。 6. 海王星是仅有的利用数学预测发现的行星，是牛顿经典力学的辉煌标志之一、在未发现海王星之前，天文学家发现天王星实际运动的轨道与万有引力理论计算的值总存在一些偏离，且周期性地每隔时间t发生一次最大的偏离。天文学家认为形成这种现象的原因是天王星外侧还存在着一颗未知行星绕太阳运行，其运行轨道与天王星在同一平面内，且与天王星的绕行方向相同，每当未知行星与天王星距离最近时，它对天王星的万有引力引起天王星轨道的最大偏离，该未知行星即为海王星。已知天王星的公转周期为T，则海王星的公转周期为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设海王星的公转周期为T海，由题知，每隔时间t海王星与天王星距离最近，则有 解得 故选A。 7. 一质量为m=1kg的物块静止在水平面上，如图（a）所示。t=0时刻，对物块施加一水平向右的拉力F，通过力传感器测得拉力F随时间的变化关系如图（b）所示。已知物块与地面间的摩擦因数μ=0.5，且认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2则下列说法不正确的是（　　） A. t=1s至t=3s时间内，物块的加速度先增大后减小 B. t=3s时刻，物体获得的速度为7.5m/s C. t=3s时刻，拉力F的功率等于25W D. 在拉力F减为零后，物块将继续向前运动0.5s时间停下来 【答案】B 【解析】 【详解】A.物块与地面间的最大静摩擦力为 故物块在0~1s内静止，从1s开始运动，t=1s至t=3s时间内，外力从5N开始增大到10N在减小5N，有牛顿第二定律可知，物块的加速度先增大后减小，故A正确； B. 在t=1s至t=3s时间内，有动量定理可知 得v=5m/s，故B错误； C. t=3s时刻，拉力F的功率等于 故C正确； D.设拉力减为零后继续运动时间为t，从3s到停下来，有动量定理可得 可得t=0.5s。故D正确。 故选B。 8. 如图所示，轻质弹簧和轻绳一端固定，轻绳的另一端与质量为0.4kg的小物块相连接，此时弹簧处于压缩状态，弹簧与物块不拴接。现将轻绳剪断，物块从A点由静止开始向右运动，最终停在M点。 已知小物块与水平地面之间的动摩擦因数为0.25，A、M之间的距离为1.5m，忽略空气阻力，取g=10m/s²。则在物块由A点运动至M点的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 物块与弹簧分离时的速度最大 B. 物块速度最大时，弹簧的弹力大小为1N C. 物块从脱离弹簧到停止运动，位移随时间均匀增大 D. 初始时，弹簧上储存的弹性势能为1.5J 【答案】BD 【解析】 【详解】A．当物体受到的弹力与摩擦力大小相同时，加速度为零，速度最大，物块与弹簧分离时弹力为零，速度不是最大，故A错误； B．物块速度最大时，物体受到的弹力与摩擦力大小相同，有 代入数据得 故B正确； C．物块从脱离弹簧到停止运动，受到摩擦力提供加速度，做匀减速直线运动，由 知位移不随时间均匀增大，C错误； D．整个运动过程由能量守恒定律知，初始时，弹簧上储存的弹性势能 代入数据得 D正确。 故选BD。 9. 如图，质量分别为m和2m的两个小球P和Q，中间用轻质杆固定连接，杆长为l，在离P球处有一个光滑固定转轴O，如图所示。现在把杆置于水平位置后自由释放，Q球顺时针摆动到最低位置，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. P与Q在摆动过程中，线速度大小之比为 B. P、Q和轻杆所组成的系统，机械能不守恒 C. 小球Q在最低位置的速度大小为 D. 在此过程中，轻杆对小球P做功为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．小球P、Q同轴转动，角速度相等，根据几何关系可知转动半径大小之比为，根据可知P与Q在摆动过程中，线速度大小之比为，故A正确； B．P、Q和轻杆所组成的系统，只有重力做功，系统机械能守恒，故B错误； C．根据机械能守恒 又 小球Q在最低位置的速度大小为 故C错误； D．在此过程中，轻杆对小球P做功转化为小球P增加的机械能为 联立解得 故D正确。 故选AD。 10. 如图所示，水平面上有一质量为5m的小球B与轻弹簧连接，还有质量为2m、半径为R的圆弧形槽C，其底部与水平面平滑相切，最初B、C均静止。一质量为m的小球A从距槽C顶端3R处自由落下后恰好滑入槽C，不计一切摩擦，则（　　） A. 球A沿槽C下滑过程中，槽C对球A做负功 B. 整个过程中球A、球B和槽C构成的系统动量守恒 C. 球A第一次滑至槽C最低点过程中，球A水平向左位移为 D. 球A与弹簧作用后，能够追上槽C 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．球A沿槽C下滑过程中，水平方向动量守恒，AC组成的系统机械能守恒，C向右运动机械能增加，球A对槽C做正功，则槽C对球A做负功，故A正确； B．整个过程中球A、球B和槽C构成的系统水平方向动量守恒，故B错误； C．球A到槽C上端时的速度为v1，由机械能守恒定律 解得 球A到槽C组成的系统，设球A到最低点时的速度为vA，规定水平向左为正方向，水平方向动量守恒 则 由几何关系 联立解得，球A第一次滑至槽C最低点过程中，球A水平向左位移为 故C正确； D．由能量守恒 其中 联立解得 ，方向水平向左 ，方向水平向右 对球A和球B由动量守恒定律 由机械能守恒定律 联立解得 ，方向水平向右 因为 所以球A与弹簧作用后，能够追上槽C，故D正确。 故选ACD。 二、非选择题（本题共5小题，共54分。） 11. 如图甲所示，用自由落体法“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度的值为9.80m/s2，测得所用重物的质量为1.0kg。按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到打点计时器打下的第一个点O的距离如图乙所示 （1）在从起点O到打下计数点B的过程中重物重力势能的减少量是_____J，此过程中重物动能的增加量是_______J（计算结果均保留两位有效数字）。 （2）通过计算，数值上，这是因为_____________（写出一点原因即可）。 【答案】（1） ①. 0.49 ②. 0.48 （2）重物下落过程中克服空气阻力做功 【解析】 【小问1详解】 [1]在从起点O到打下计数点B的过程中重物重力势能的减少量是 [2]根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程平均速度，打点计时器打下计数点B时，重物的速度为 此过程中重物动能的增加量是 【小问2详解】 通过计算，数值上，这是因为重物下落过程中克服空气阻力做功。 12. 如图甲是“验证动量守恒定律”的实验装置，用天平测得A、B球的质量分别为m1和m2，O点是轨道末端在白纸上的投影点，M、P、N为多次实验三个落点的平均位置。测出M、P、N与O的距离分别记为s1、s2、s3。 （1）为减少实验误差，实验中要求A球质量m1___________（选填“小于”“等于”或“大于”）B球质量m2； （2）关于本实验，下列说法正确的是___________； A. A、B球的半径可以不同 B. 斜槽末端必须水平，且斜槽必须光滑 C. A球每次必须从同一位置由静止释放 （3）在实验误差允许范围内，若满足关系式___________，则可以认为两球碰撞前后在水平方向上动量守恒；（用题中给出的测量量表示） （4）若想验证该碰撞是否是弹性碰撞，则只需满足关系式___________成立即可（用m1、m2、s1、s2、s3表示） （5）某实验小组在实验中，由于实验桌靠近竖直墙壁，导致小球飞出都撞击到竖直墙壁上，于是同学们把复印纸和白纸用透明胶固定在竖直墙壁上，并在白纸上标出小球放在槽口处球心的等高点O，然后重复前面的实验操作，如图乙所示，M、N、P分别为多次实验落点的平均位置，测得M、N、P分别与O点之间的竖直距离h1、h2、h3，当满足关系式___________时（用m1、m2和h1、h2、h3表示），即可证明入射小球A与被碰小球B碰撞过程中动量守恒。 【答案】（1）大于 （2）C （3） （4） （5） 【解析】 【小问1详解】 为了避免碰撞后A球反弹而影响碰撞后A球速度测量准确性，m1要大于m2。 【小问2详解】 A．为满足对心碰撞，则A、B球的半径必须相同，故A错误； B．为保证小球做平抛运动，斜槽末端必须水平，但斜槽无需光滑，故B错误； C.为保证A球每次碰撞前的速度相等，A球每次必须从同一位置由静止释放，故C正确。 故选C。 【小问3详解】 根据动量守恒定律有 结合平抛运动规律 ， 可知有 【小问4详解】 若该碰撞是弹性碰撞，则应满足关系式 整理得 【小问5详解】 由题意可知，小球平抛运动的水平位移x相同，且N点为未放B球时A球的落点，P点为放上B球后，A球碰后的落点，M点为B球碰后的落点，由平抛运动规律得 ， 联立解得 若碰撞过程中动量守恒，则应满足 13. 我国正在实施“嫦娥工程”。已知月球的半径为R，月球表面的重力加速度为g，引力常量G。求： （1）月球的密度ρ； （2）月球的第一宇宙速度大小。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）在月球表面有 解得月球的质量为 故月球的密度为 （2）根据万有引力提供向心力 再由 联立解得，月球第一宇宙速度 14. 如图所示，竖直平面内的粗糙半圆形轨道下端与水平面相切，B、C分别为半圆形轨道的最低点和最高点．一质量的小物块可视为质点在水平面上由A点向左运动到轨道最低点B时的速度为，随后沿半圆轨道运动至C点水平飞出并落在水平面上，落点与B点之间的距离为。已知半圆形轨道的半径，取重力加速度，不计空气阻力。求： （1）滑块到B点时对轨道的压力大小； （2）滑块从C点水平飞出时的速度大小； （3）滑块从B点运动到C点过程中，物块克服摩擦力所做的功。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由向心力公式可知 滑块运动到B点时轨道对滑块的支持力大小 根据牛顿第三定律可得，滑块到B点时对轨道的压力等于轨道对滑块的支持力，即 （2）滑块从C点水平飞出后做平抛运动，在竖直方向 解得 在水平方向 代入数据，解得 （3）滑块从B点运动到C点过程中，根据动能定理 解得 15. 如图所示，长度的不可伸长的细线的一端固定于O点，另一端系一质量的小球，质量的长木板静止在光滑水平面上，质量的物块放在长木板的左端。现拉动小球使细线伸直，当细线水平时由静止释放小球，小球运动到最低点时与物块处于同一高度并恰好与物块发生弹性碰撞（碰撞时间极短），物块刚好没有从长木板上滑下。物块与长木板之间的动摩擦因数，取重力加速度大小，小球和物块均视为质点，求： （1）小球与物块碰撞前瞬间细线上的拉力大小； （2）小球与物块碰撞后瞬间物块的速度大小； （3）长木板的长度x。 【答案】（1）6N；（2）4m/s；（3）1.5m 【解析】 【详解】（1）小球从释放至运动到最低点的过程中，根据动能定理有 碰撞前瞬间，根据牛顿第二定律有 解得 （2）小球与物块发生弹性碰撞，设碰撞后小球的速度大小为，物块的速度大小为，根据系统动量守恒、机械能守恒有 解得 （3）设物块和长木板共速后的速度大小为，物块与长木板组成的系统动量守恒，根据动量守恒定律有 根据功能关系有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $