内容正文:
河池市2024年春季学期高一期末学业水平质量检测
物理
全卷满分100分、考试时间75分钟。
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑;非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答;字体工整,笔迹清楚。
4.考试结束后,请将答题卡上交。
5.本卷主要考查内容:必修第二册。
一、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. 下列有关物理学史的说法中不正确的是( )
A. 开普勒通过分析自己长期的天文观测数据总结出了开普勒行星运动的三大定律
B. 牛顿认为月球受到地球的引力与地面的物体受到地球的引力是同种性质的力,并遵循相同的规律
C. 20世纪初建立的量子力学理论,使人们认识到经典力学理论一般不适用于微观粒子的运动
D. 哥白尼提出了日心说,认为行星和地球都绕太阳做匀速圆周运动
2. 如图所示是全球第一款针对私人飞行的“愿景”SF50喷气机机型,如果该喷气机在某次飞行过程中沿曲线向上爬升,图中虚线是飞行的轨迹,则喷气机所受合外力F与速度v的关系可能正确的是( )
A. B.
C. D.
3. 如图所示,在细长轻绳下端拴一小球,将小球向左拉开一个小角度,然后无初速度释放。对于小球的运动,下列说法正确的是( )
A. 小球做匀速圆周运动
B. 轻绳对小球拉力提供它做圆周运动的向心力
C. 小球受到的合外力提供它做圆周运动的向心力
D. 小球经过最低点时对轻绳的拉力最大
4. 如图所示为某型号发动机的部分结构简图,几个齿轮之间通过皮带连接传动(皮带不打滑)。已知图中A轮与B轮的半径之比为2:1,则A、B轮边缘的( )
A. 线速度大小之比为2:1
B. 角速度之比1:2
C. 向心加速度大小之比为1:4
D. 周期之比为1:1
5. 如图所示是使货物在水平面上转弯的自动流水线装置图及其示意图。货物(可视为质点)从传送带A端传送到B端的弯道可以看成是一段半径为R的半圆弧,传送过程中传送速率保持不变,货物与传送带之间始终不打滑,已知货物与传送带间的动摩擦因数为,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。则货物在此过程中( )
A. 所受合力为零 B. 所受合力做正功
C. 所受摩擦力对货物做负功 D. 传送速率不能超过
6. 如图所示(俯视图),甲为水平平台,乙为与甲处在同一水平面的传送带。传送带以恒定速率v运转,某时刻,质量为m的货物从甲平台以垂直于传送带运行方向、大小也为v的速度冲上传送带,最终货物在脱离传送带之前与其达到相对静止,则自货物冲上传送带到货物与传送带相对静止的过程中,货物所受摩擦力做功大小为( )
A. B. C. D. 0
7. 如图所示,将一截面为矩形的特殊材料静置于水平面上,从距材料上表面高度为h处由静止释放一个质量为m的小球(可视为质点),小球进入材料后恰好能运动至材料中距上表面的d处。已知小球在该材料中所受的阻力f=kx(k为大小恒定但未知的系数,x为小球在材料中运动的位移大小)。重力加速度为g,不计空气阻力,则k的大小为( )
A. B. C. D.
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18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6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,一名同学正在练习投篮,用力将手中篮球斜向上抛出,球在空中运行一段时间,穿篮而过,落地并在地面反弹几次后最终静止在地面上,不计空气阻力.则下列说法正确的是( )
A. 同学将篮球从手中斜抛出的过程,篮球机械能守恒
B. 篮球在空中飞行的过程机械能守恒
C. 篮球与地面接触的过程机械能守恒
D. 篮球抛出后到最终静止在地面的过程,篮球机械能减小
9. 中国空间站主要由天和核心舱、梦天实验舱、问天实验舱、载人飞船(即已经命名的“神舟”号飞船)和货运飞船(天舟飞船)五个模块组成,空间站在离地面高度为400km的圆轨道上做匀速圆周运动,已知地球半径为6400km,地球表面附近的重力加速度为,万有引力常量,,根据以上信息可计算出的物理量有( )
A. 空间站受到地球的万有引力大小
B. 空间站做圆周运动的周期
C. 地球的平均密度
D. 地球的自转周期
10. 如图所示,长木板A静止在光滑水平面上,某时刻一可视为质点的小物块B从A的左端滑上长木板,恰好运动到A的右端时两者相对静止。已知该过程中,长木板A的动能增加量为,小物块B的动能减少量为,A、B间摩擦产生的热量为。关于、、的值,下列可能正确的是( )
A ,,
B. ,,
C. ,,
D. ,,
三、选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某物理兴趣小组用如图甲所示的装置做“探究平抛运动的特点”的实验:
(1)实验前,先将一张带有小方格的白纸和复写纸固定在装置的背板上,钢球落到倾斜的挡板上后,就会挤压复写纸,在白纸上留下印迹。上下调节挡板,通过多次实验,在白纸上记录钢球所经过的多个位置,取下白纸用平滑的曲线连接各点,从而得到小球做平抛运动的轨迹。下列给出的操作步骤中,该实验必需的是______(填字母序号);
A. 斜槽要尽可能光滑
B. 每次实验钢球需要从同一位置由静止释放
C. 每次实验,挡板需要下降相同的高度
D. 背板必须竖直放置
(2)得到平抛运动轨迹后,以抛出点为坐标原点O,建立平面直角坐标系,水平向右为x轴,竖直向下为y轴,如图乙所示。已知每个小方格的边长为L,已经在轨迹上确定了坐标为的A点,若想得到小球水平方向运动的规律,需要再选取纵坐标为______的B点,若B点的横坐标为______,则能初步说明小球在水平方向的运动是匀速直线运动。
12. 为了验证机械能守恒定律,物理实验小组设计利用自由落体运动验证机械能守恒定律,打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落。
(1)本实验中,不同学生在实验操作过程中出现如图甲所示的四种情况,其中操作正确的是___________。
(2)按正确实验操作将重锤由静止释放,O是打下的第一个点。按实验要求正确地选出纸带,用刻度尺测量连续三点A、B、C到O点的距离,如图乙所示,若重锤的质量m=1.00kg,查表可知当地的重力加速度g=9.78m/s2,则从打下O点到打下计数点B的过程中,重力势能的减少量___________J,动能的增加量___________J(计算结果均保留3位有效数字)。结果发现略大于,原因可能是___________。
(3)用h代表重锤下落的距离,重锤的动能Ek随着h变化的图像如图丙所示,如果重锤的质量为m,所受阻力恒定,已知图像的斜率为k,那么重锤受到的阻力大小为___________(用题中给出的字母表示)
13. 如图所示,一人站在山崖上以与水平方向夹角为斜向上、大小为的初速度抛出一个小石块(可视为质点)。已知抛出点到水平地面高度为,石块质量为,重力加速度,不计空气阻力,以抛出点所处高度作为重力势能为零的参考平面,,。求;
(1)石块被抛出后的机械能E的大小;
(2)石块从抛出到落地所经历的时间t;
(3)石块落地时速度的大小。
14. 如图所示为2024年3月份我国某新能源汽车产商最新发布的一款新能源汽车,现有一辆该新能源汽车在平直公路上行驶,已知其质量为m,发动机的额定功率为P0,行驶过程中受到的阻力大小恒为f。
(1)在不超过额定功率的前提下,求该新能源汽车所能达到的最大速率vm;
(2)在额定功率下,当汽车行驶的速率为时,求此时汽车的加速度a的大小;
(3)在额定功率下,汽车从静止启动,经过时间t达到最大速度vm,求这一过程中汽车克服阻力做的功W1。
15. 如图所示,竖直平面内固定的光滑半圆轨道BCD和光滑半圆管道DE在D点平滑连接,D、E分别为光滑半圆轨道和光滑半圆管道的最高点,O,O'分别为半圆轨道和管道的圆心,C点与圆心O等高。水平地面与半圆轨道最低点B平滑连接,在水平地面的P点处有一竖直挡板,A点有一可视为质点的物块,一轻质弹簧水平放置在P、A间,左端固定在挡板上,右端与物块接触(未拴接,开始弹簧处于原长),P、A间地面光滑,A、B间地面粗糙。现使物块压缩弹簧(始终处于弹性限度内),某时刻由静止释放。已知物块质量m=1kg,A、B间地面长度L=0.2m,物块与A、B间地面的动摩擦因数μ=0.5,半圆轨道半径R=0.9m,半圆管道半径r=0.1m,重力加速度g=10m/s2,物块可视为质点,管道半径远大于其粗细。
(1)若释放后,物块恰好能运动到C点,求:
①物块经过B点时对轨道的压力N的大小;
②弹簧所具有的弹性势能Ep0的大小;
(2)若释放后,物块能经过E点,求释放时弹簧所具有弹性势能最小值Epmin及此时经过E点时的速度vmin的大小。(结果可保留根号)
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河池市2024年春季学期高一期末学业水平质量检测
物理
全卷满分100分、考试时间75分钟。
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑;非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答;字体工整,笔迹清楚。
4.考试结束后,请将答题卡上交。
5.本卷主要考查内容:必修第二册。
一、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. 下列有关物理学史的说法中不正确的是( )
A. 开普勒通过分析自己长期的天文观测数据总结出了开普勒行星运动的三大定律
B. 牛顿认为月球受到地球的引力与地面的物体受到地球的引力是同种性质的力,并遵循相同的规律
C. 20世纪初建立的量子力学理论,使人们认识到经典力学理论一般不适用于微观粒子的运动
D. 哥白尼提出了日心说,认为行星和地球都绕太阳做匀速圆周运动
【答案】A
【解析】
【详解】A.开普勒行星运动定律是开普勒在第谷留下的观测记录的基础上整理和研究而来的,A错误,符合题意;
B.牛顿认为月球受到地球的引力与地面的物体受到地球的引力是同种性质的力,并遵循相同的规律,B正确,不符合题意;
C.20世纪初建立的量子力学理论,使人们认识到经典力学理论一般不适用于微观粒子的运动,C正确,不符合题意;
D.哥白尼提出了日心说,认为行星和地球都绕太阳做匀速圆周运动,D正确,不符合题意;
故选A。
2. 如图所示是全球第一款针对私人飞行的“愿景”SF50喷气机机型,如果该喷气机在某次飞行过程中沿曲线向上爬升,图中虚线是飞行的轨迹,则喷气机所受合外力F与速度v的关系可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由于喷气机在某次飞行过程中沿曲线向上爬升,所以飞机所受的合外力应指向轨迹的凹侧,且轨迹在该点的切线方向为飞机运动的速度方向,轨迹位于力和速度方向之间。
故选A。
3. 如图所示,在细长轻绳下端拴一小球,将小球向左拉开一个小角度,然后无初速度释放。对于小球的运动,下列说法正确的是( )
A. 小球做匀速圆周运动
B. 轻绳对小球的拉力提供它做圆周运动的向心力
C. 小球受到的合外力提供它做圆周运动的向心力
D. 小球经过最低点时对轻绳的拉力最大
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于小球受到竖直向下的重力和沿绳方向指向圆心的绳拉力,二者合力不指向圆心,所以小球做变速圆周运动,故A错误;
BC.重力沿绳方向的分力与绳的拉力的合力提供向心力,重力沿切线方向的分力产生切向加速度,改变速度的大小,故BC错误;
D.小球经过最低点时速度最大,根据牛顿第二定律可得
由此可知,轻绳对小球拉力最大,根据牛顿第三定律可得小球对轻绳的拉力最大,故D正确。
故选D。
4. 如图所示为某型号发动机的部分结构简图,几个齿轮之间通过皮带连接传动(皮带不打滑)。已知图中A轮与B轮的半径之比为2:1,则A、B轮边缘的( )
A. 线速度大小之比为2:1
B. 角速度之比为1:2
C. 向心加速度大小之比为1:4
D. 周期之比为1:1
【答案】B
【解析】
【详解】A.几个齿轮之间通过皮带连接传动,所以边缘点的线速度大小相等,则线速度大小之比为1:1,故A错误;
B.根据
可得,角速度之比为1:2,故B正确;
C.根据
可得,向心加速度大小之比为1:2,故C错误;
D.根据
可得,周期之比为2:1,故D错误。
故选B。
5. 如图所示是使货物在水平面上转弯的自动流水线装置图及其示意图。货物(可视为质点)从传送带A端传送到B端的弯道可以看成是一段半径为R的半圆弧,传送过程中传送速率保持不变,货物与传送带之间始终不打滑,已知货物与传送带间的动摩擦因数为,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。则货物在此过程中( )
A. 所受合力为零 B. 所受合力做正功
C. 所受摩擦力对货物做负功 D. 传送速率不能超过
【答案】D
【解析】
【详解】A.货物做匀速圆周运动,合力提供向心力,则所受合力不为零,故A错误;
BC.受力分析可知,货物的合力等于摩擦力,则摩擦力提供向心力,摩擦力方向与货物的速度方向垂直,故摩擦力不做功,故BC错误;
D.临界状态下,最大静摩擦力提供向心力
解得
则货物始终不打滑的传送速率不能超过,故D正确。
故选D。
6. 如图所示(俯视图),甲为水平平台,乙为与甲处在同一水平面的传送带。传送带以恒定速率v运转,某时刻,质量为m的货物从甲平台以垂直于传送带运行方向、大小也为v的速度冲上传送带,最终货物在脱离传送带之前与其达到相对静止,则自货物冲上传送带到货物与传送带相对静止的过程中,货物所受摩擦力做功大小为( )
A. B. C. D. 0
【答案】D
【解析】
【详解】根据动能定理可得
故选D。
7. 如图所示,将一截面为矩形的特殊材料静置于水平面上,从距材料上表面高度为h处由静止释放一个质量为m的小球(可视为质点),小球进入材料后恰好能运动至材料中距上表面的d处。已知小球在该材料中所受的阻力f=kx(k为大小恒定但未知的系数,x为小球在材料中运动的位移大小)。重力加速度为g,不计空气阻力,则k的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意,由动能定理
由于,则有
联立解得
故选B。
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18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6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,一名同学正在练习投篮,用力将手中篮球斜向上抛出,球在空中运行一段时间,穿篮而过,落地并在地面反弹几次后最终静止在地面上,不计空气阻力.则下列说法正确的是( )
A. 同学将篮球从手中斜抛出的过程,篮球机械能守恒
B. 篮球在空中飞行的过程机械能守恒
C. 篮球与地面接触的过程机械能守恒
D. 篮球抛出后到最终静止在地面的过程,篮球机械能减小
【答案】BD
【解析】
【详解】由题目条件可知,篮球在空中飞行时,仅有重力做功,机械能守恒,从手中抛出的过程手对球做正功,机械能增大,与地面接触过程机械能减小,最终停在地面,整个过程机械能减小,BD正确,AC错误。
故选BD。
9. 中国空间站主要由天和核心舱、梦天实验舱、问天实验舱、载人飞船(即已经命名的“神舟”号飞船)和货运飞船(天舟飞船)五个模块组成,空间站在离地面高度为400km的圆轨道上做匀速圆周运动,已知地球半径为6400km,地球表面附近的重力加速度为,万有引力常量,,根据以上信息可计算出的物理量有( )
A. 空间站受到地球万有引力大小
B. 空间站做圆周运动的周期
C. 地球的平均密度
D. 地球的自转周期
【答案】BC
【解析】
【详解】A.空间站受到地球万有引力大小为
因为不知道空间站的质量m,所以不能计算空间站受到地球的万有引力大小,故A错误;
BC.由万有引力提供向心力
解得
设质量为的物体在地球表面时,有
得
联立解得空间站做圆周运动的周期为
地球的平均密度为
故BC正确;
D.根据万有引力充当向心力有
解得
可知轨道半径越大周期越大,地球静止卫星的轨道半径大于空间站的轨道半径,因此地球静止卫星的周期大于空间站的周期,而地球静止卫星的周期与地球自转周期相同,因此空间站运行的周期比地球自转周期短,但地球自转周期的数值不能计算出来,故D错误。
故选BC。
10. 如图所示,长木板A静止在光滑水平面上,某时刻一可视为质点小物块B从A的左端滑上长木板,恰好运动到A的右端时两者相对静止。已知该过程中,长木板A的动能增加量为,小物块B的动能减少量为,A、B间摩擦产生的热量为。关于、、的值,下列可能正确的是( )
A. ,,
B. ,,
C ,,
D. ,,
【答案】AD
【解析】
【详解】
根据能量守恒可知
该过程小物块B和长木板A的速度一时间图线如图所示,设板长为,此过程A、B对地位移大小分别为、,由图像面积表示位移可知,它们的大小关系为
又
则有
综上可知AD正确,BC错误。
故选AD。
三、选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某物理兴趣小组用如图甲所示的装置做“探究平抛运动的特点”的实验:
(1)实验前,先将一张带有小方格的白纸和复写纸固定在装置的背板上,钢球落到倾斜的挡板上后,就会挤压复写纸,在白纸上留下印迹。上下调节挡板,通过多次实验,在白纸上记录钢球所经过的多个位置,取下白纸用平滑的曲线连接各点,从而得到小球做平抛运动的轨迹。下列给出的操作步骤中,该实验必需的是______(填字母序号);
A. 斜槽要尽可能光滑
B. 每次实验钢球需要从同一位置由静止释放
C. 每次实验,挡板需要下降相同的高度
D. 背板必须竖直放置
(2)得到平抛运动的轨迹后,以抛出点为坐标原点O,建立平面直角坐标系,水平向右为x轴,竖直向下为y轴,如图乙所示。已知每个小方格的边长为L,已经在轨迹上确定了坐标为的A点,若想得到小球水平方向运动的规律,需要再选取纵坐标为______的B点,若B点的横坐标为______,则能初步说明小球在水平方向的运动是匀速直线运动。
【答案】(1)BD (2) ①. 12L ②. 4L
【解析】
【小问1详解】
A.钢球每次均从斜槽同一位置静止释放,钢球克服阻力做功相同,钢球飞出斜槽的初速度大小相同,即斜槽的摩擦对实验没有影响,可知斜槽不需要尽可能光滑,故A错误;
B.为了确保小球飞出斜槽的初速度大小相同,每次实验钢球需要从同一位置由静止释放,故B正确;
C.实验中通过上下调节挡板,多次实验,在白纸上记录钢球所经过的多个位置,从而得到小球做平抛运动的轨迹,每次实验中,挡板并不需要下降相同的高度,故C错误;
D.平抛运动轨迹位于竖直平面内,为了准确描绘出钢球平抛运动的轨迹,背板必须竖直放置,故D正确。
故选BD。
【小问2详解】
[1]平抛运动竖直方向为自由落体运动,自由落体运动初速度为0,相邻相等时间间隔内的位移之比为奇数之比,则有
解得
[2]平抛运动竖直方向为自由落体运动,水平方向为匀速直线运动,若A、B纵坐标为上述值,则两点横坐标关系有
解得
12. 为了验证机械能守恒定律,物理实验小组设计利用自由落体运动验证机械能守恒定律,打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落。
(1)本实验中,不同学生在实验操作过程中出现如图甲所示的四种情况,其中操作正确的是___________。
(2)按正确实验操作将重锤由静止释放,O是打下的第一个点。按实验要求正确地选出纸带,用刻度尺测量连续三点A、B、C到O点的距离,如图乙所示,若重锤的质量m=1.00kg,查表可知当地的重力加速度g=9.78m/s2,则从打下O点到打下计数点B的过程中,重力势能的减少量___________J,动能的增加量___________J(计算结果均保留3位有效数字)。结果发现略大于,原因可能是___________。
(3)用h代表重锤下落的距离,重锤的动能Ek随着h变化的图像如图丙所示,如果重锤的质量为m,所受阻力恒定,已知图像的斜率为k,那么重锤受到的阻力大小为___________(用题中给出的字母表示)
【答案】(1)B (2) ①. 0.475 ②. 0.473 ③. 空气阻力的作用
(3)
【解析】
【小问1详解】
实验要验证重锤做自由落体运动时,机械能守恒,故要保证纸带和限位孔在同一竖直面内以减小阻力,手要提在纸带的最上端,同时重锤要尽量靠近打点计时器(尽量打更多的点)。
故选B。
【小问2详解】
[1][2][3]从打下O点到打下计数点B的过程中,重力势能的减少量
打下计数点B的速度
动能的增加量
结果发现略大于,原因可能是空气阻力的作用。
【小问3详解】
根据动能定理
斜率
得
13. 如图所示,一人站在山崖上以与水平方向夹角为斜向上、大小为的初速度抛出一个小石块(可视为质点)。已知抛出点到水平地面高度为,石块质量为,重力加速度,不计空气阻力,以抛出点所处高度作为重力势能为零的参考平面,,。求;
(1)石块被抛出后的机械能E的大小;
(2)石块从抛出到落地所经历的时间t;
(3)石块落地时速度的大小。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)以抛出点所处高度作为重力势能为零的参考平面,则刚抛出时石块的重力势能
刚抛出时石块的动能为
由于抛出后石块机械能守恒,则石块被抛出后的机械能
(2)从抛出到最高点经历时间为
此时上升高度为
设从最高点落地的时间为,则有
代入数据解得
石块从抛出到落地所经历的时间
(3)从抛出到落地由机械能守恒定律有
代入数据解得
14. 如图所示为2024年3月份我国某新能源汽车产商最新发布的一款新能源汽车,现有一辆该新能源汽车在平直公路上行驶,已知其质量为m,发动机的额定功率为P0,行驶过程中受到的阻力大小恒为f。
(1)在不超过额定功率的前提下,求该新能源汽车所能达到的最大速率vm;
(2)在额定功率下,当汽车行驶的速率为时,求此时汽车的加速度a的大小;
(3)在额定功率下,汽车从静止启动,经过时间t达到最大速度vm,求这一过程中汽车克服阻力做的功W1。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)汽车达到最大速率时
解得
(2)在额定功率下,当汽车行驶的速率为时,有
解得
(3)在额定功率下,汽车从静止启动,经过时间t达到最大速度vm的过程中,由牛顿第二定律得
解得
15. 如图所示,竖直平面内固定的光滑半圆轨道BCD和光滑半圆管道DE在D点平滑连接,D、E分别为光滑半圆轨道和光滑半圆管道的最高点,O,O'分别为半圆轨道和管道的圆心,C点与圆心O等高。水平地面与半圆轨道最低点B平滑连接,在水平地面的P点处有一竖直挡板,A点有一可视为质点的物块,一轻质弹簧水平放置在P、A间,左端固定在挡板上,右端与物块接触(未拴接,开始弹簧处于原长),P、A间地面光滑,A、B间地面粗糙。现使物块压缩弹簧(始终处于弹性限度内),某时刻由静止释放。已知物块质量m=1kg,A、B间地面长度L=0.2m,物块与A、B间地面的动摩擦因数μ=0.5,半圆轨道半径R=0.9m,半圆管道半径r=0.1m,重力加速度g=10m/s2,物块可视为质点,管道半径远大于其粗细。
(1)若释放后,物块恰好能运动到C点,求:
①物块经过B点时对轨道的压力N的大小;
②弹簧所具有的弹性势能Ep0的大小;
(2)若释放后,物块能经过E点,求释放时弹簧所具有的弹性势能最小值Epmin及此时经过E点时的速度vmin的大小。(结果可保留根号)
【答案】(1)①30N,②10J;(2)23.5J,
【解析】
【详解】(1)①从B到C,根据机械能守恒
得
在B点,根据牛顿第二定律
得轨道对物块的支持力
根据牛顿第三定律,物块经过B点时对轨道的压力
N=
②根据能量守恒
得
(2)若释放后,经过E点,根据牛顿第二定律
代入数据得
当时,根据能量守恒可得,经过D点的速度
此时
所以此种情况下不能到达D点。所以应该是通过D点最小速度求解。根据
联立得
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