内容正文:
厦门市杏南中学2024-2025学年上学期9月阶段测试卷
高三年物理
满分:100分 作答时间:75分钟
一、单项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。
1. 如图所示,物体用细绳OC 悬于O 点,现用细绳AB 绑住绳上A 点, 使 A 点在水平力牵引下缓慢移动,下列说法正确是( )
A. OA绳上的拉力一直增大 B. OA绳上的拉力一直减小
C. AB 绳上的拉力先增大后减小 D. AB绳上的拉力先减小后增大
2. 近年来天津市试点为老旧小区加装垂直电梯,如图甲,取竖直向上方向为正方向,某人某次乘电梯时速度和时间图像如图乙所示,以下说法正确的是( )
A. 4s时电梯停止在某一层楼
B. 1-3s,此人处于超重状态,重力变大
C. 5-7s,此人处于失重状态,支持力小于重力
D 电梯先做匀加速直线运动,再做匀减速直线运动
3. 如图所示为固定的半圆形竖直轨道,AB为水平直径,O为圆心,现同时从A、B两点水平相向抛出甲、乙两个小球,其初速度大小分别为、,且均落在轨道上的C点,已知OC与竖直方向的夹角,忽略空气阻力,两小球均可视为质点。则下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两球不会同时落到轨道上
B. 两者初速度关系为
C 整个下落过程,甲球速度变化量大于乙球速度变化量
D. 甲球可沿半径方向垂直打在轨道上C点
4. 如图所示,质量为物体A静止在竖直的轻弹簧上面,质量为的物体B用细线悬挂,A、B间相互接触但无压力,取重力加速度。某时刻将细线剪断,则细线剪断瞬间( )
A. B对A的压力大小为12N B. 弹簧弹力大小为50N
C. B的加速度大小为 D. A的加速度为零
二、双项选题:本题共4小题,每小题6分,共24分。
5. 质量为m的物体P置于倾角为的固定光滑斜面上,轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着P与小车,P与滑轮间的细绳平行于斜面,小车以速率v水平向右做匀速直线运动。当小车与滑轮间的细绳和水平方向成夹角时(如图),下列判断正确的是( )
A. P的速率为v B. P的速率为vcos
C. 绳的拉力等于mgsin D. 绳的拉力大于mgsin
6. 如图所示,水平传送带A、B两端相距x=4m,以v0=4m/s的速度(始终保持不变)顺时针运转。今将一小物块(可视为质点)无初速度地轻放在A端。已知小物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.4,重力加速度大小g=10m/s2。则小物块从A运动到B的过程中,下列说法正确的是( )
A. 小物块在传送带上一直加速运动
B. 小物块从A运动到B的时间是1.5s
C. 小物块达到的最大速度是
D. 小物块与传送带间的相对位移是2m
7. 已知A与B所受重力分别为GA = 10N,GB = 20N,A与B间的动摩擦因数μ1 = 0.2,B与水平面间的动摩擦因数μ2 = 0.3,如图甲乙所示。现在用大小为8N的力F,分别作用在A、B上,则各物体所受摩擦力的情况是( )
A. 甲图中,A不受摩擦力,B受到地面水平向左的大小为8N的摩擦力
B. 甲图中,A受2N摩擦力水平向右,B受地面的6N摩擦力水平向左
C. 乙图中,A受2N摩擦力水平向左;B受地面的9N摩擦力水平向左
D. 乙图中,A受2N摩擦力水平向左;B受地面的2N摩擦力水平向右
8. 如图所示,质量为m的小球用长为l的细线悬于P点,使小球在水平面内以角速度ω做匀速圆周运动。已知小球做圆周运动时圆心O到悬点P的距离为h,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 绳对小球的拉力大小为mω2l
B. 保持l不变,增大角速度ω,细线与竖直方向的夹角变小
C. 保持h不变,增大绳长l,ω不变
D. 保持h不变,增大绳长l,绳对小球拉力的大小不变
三、非选择题:共60分。
9. 在跨越河流表演中,一人骑车以25m/s的速度水平冲出平台,恰能跨越河流落在正河对岸平台上,已知河流宽度25m,不计空气阻力,取g=10m/s2,则人在空中飞行的时间t=____s,两平台的高度差h=____m。
10. 瓦房为中国常见的一种传统建筑。如图为一瓦房屋顶结构的简化图,横截面为圆弧的瓦片能够沿着两根相互平行的椽子匀速下滑,已知椽子间距离d与圆弧的瓦片的半径R相等,平行的椽子与水平面夹角均为30o,瓦片质量为m,忽略瓦片厚度,不计椽子的粗细,重力加速度为g,椽子与瓦片之间的滑动摩擦因数处处相同,则椽子对瓦片作用力的合力大小为______;椽子与瓦片间滑动摩擦因数大小为______。
11. 如图为小明同学拍摄的高速公路某弯道处的照片,通过请教施工人员得知,该段公路宽度为16m,内外侧的高度差为2m,某车道设计安全时速为25m/s(无侧滑趋势)。已知角度较小时,角的正切值可近似等于正弦值,若g取。根据所学圆周运动得知识,可计算出该车道的转弯半径为___________m;若汽车在该处的行驶速度大于25m/s,则汽车有向弯道___________(填“内侧”或“外侧”)滑动的趋势。
12. 某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳,图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
(1)本实验采用的科学方法是 (填选项前的序号)。
A. 理想实验法 B. 等效替代法
C. 控制变量法 D. 建立物理模型法
(2)如果没有操作失误,图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是________(填“F”或“F′”)。
13. 用如图(a)所示的实验装置来探究小车的加速度与所受绳子拉力的关系。
(1)某同学平衡摩擦力时操作方法如下:将小车水平静止地放在长木板上,把木板不带滑轮的一端垫高,如图(b)所示,直到小车拖着纸带由静止开始沿木板向下滑动为止,这名同学的操作______(填“是”或“不是”)正确的。
(2)平衡摩擦力之后,该同学进行正确实验,从打出的若干纸带中选取一条纸带,如图(c)所示,纸带上按时间顺序取为A、B、C、D四个计数点,每两个计数点之间还有4个点未画出。用刻度尺测得各点的距离为s1=3.62cm,s2=4.75cm,s3=5.88cm。打点计时器使用的交变电流频率为50Hz,则小车运动的加速度a=______m/s2。(结果保留3位有效数字)
(3)该同学利用本实验装置的实验数据描绘得到如图(d)所示的a-F图像,OP段为直线,可得出结论:在小车质量不变时,小车的加速度跟拉力______;而PQ段为曲线,可知沙桶(包括沙)的质量已经不符合______(填“远大于”或“远小于”)小车质量的条件。
14. 如图,一不可伸长的轻绳上端悬挂于O点,下端系一质量m=1.0kg的小球,轻绳所能承受的最大拉力大小T=26N。现将小球拉到A点(保持绳绷直)由静止释放,当它经过B点时绳恰好被拉断,小球平抛后落在水平地面上的C点。地面上的D点与OB在同一竖直线上,已知绳长L=1.0m,B点离地高度H=5.0m,重力加速度g取10m/s2,不计空气影响,求:
(1)小球运动到B点的速度大小vB;
(2)地面上DC两点间的距离s。
15. 如图甲所示,粗糙水平地面上有一质量M=6kg的足够长木板B,将一质量m=2kg的小物块A(视为质点)轻放在木板B的右端,从t=0时刻起对B施加一水平向右的水平恒力F,经过t=4s后撤去恒力F,用传感器测得A、B的速度-时间图像如图乙所示,取g=10m/s2。求:
(1)A、B间的动摩擦因数μ1;
(2)B与地面间的动摩擦因数μ2;
(3)恒力F的大小;
(4)撤去F时A到B右端的距离L。
16. 如图所示为跳台滑雪轨道简化模型,AB段光滑曲面为加速滑道,BCD段圆弧滑道为半径的姿态调整滑道,左侧与AB段平滑连接,右侧与水平跳台DE连接,EF段为倾角为30°的速降斜坡。质量为60kg的滑雪运动员从加速滑道滑下后到达圆弧轨道的最低点C点时的速度大小,经过D点时的速度大小为,运动员整个运动过程的最高点P恰好在E点的正上方处,最后落在斜坡上的Q点。已知重力加速度为,不计空气阻力,速降斜坡足够长,,,求:
(1)运动员在C点时受到圆弧轨道的弹力;
(2)水平平台DE的长度;
(3)经过P点之后,运动员距斜坡的最远距离(结果用根式表示)。
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厦门市杏南中学2024-2025学年上学期9月阶段测试卷
高三年物理
满分:100分 作答时间:75分钟
一、单项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。
1. 如图所示,物体用细绳OC 悬于O 点,现用细绳AB 绑住绳上A 点, 使 A 点在水平力牵引下缓慢移动,下列说法正确的是( )
A. OA绳上的拉力一直增大 B. OA绳上的拉力一直减小
C. AB 绳上的拉力先增大后减小 D. AB绳上的拉力先减小后增大
【答案】A
【解析】
【详解】对A点受力分析,根据平衡条件可知
则随着θ角增加,OA绳上的拉力和AB绳上的拉力都逐渐增大。
故选A。
2. 近年来天津市试点为老旧小区加装垂直电梯,如图甲,取竖直向上方向为正方向,某人某次乘电梯时的速度和时间图像如图乙所示,以下说法正确的是( )
A. 4s时电梯停止在某一层楼
B. 1-3s,此人处于超重状态,重力变大
C. 5-7s,此人处于失重状态,支持力小于重力
D. 电梯先做匀加速直线运动,再做匀减速直线运动
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图乙可知,4s时电梯有速度,故A错误;
B.1-3s,人的速度竖直向上不断增加,故加速度向上,处于超重状态,但重力保持不变,故B错误;
C.5-7s,速度竖直向下不断减小,处于失重状态,支持力小于重力,故C正确;
D.由图乙可知,在0-4s电梯加速度先变大后变小,做变速运动,在4-8s时加速度先增大,后减小做变速运动,故D错误。
故选C。
3. 如图所示为固定的半圆形竖直轨道,AB为水平直径,O为圆心,现同时从A、B两点水平相向抛出甲、乙两个小球,其初速度大小分别为、,且均落在轨道上的C点,已知OC与竖直方向的夹角,忽略空气阻力,两小球均可视为质点。则下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两球不会同时落到轨道上
B. 两者初速度关系为
C. 整个下落过程,甲球速度变化量大于乙球速度变化量
D. 甲球可沿半径方向垂直打在轨道上C点
【答案】B
【解析】
【详解】AC.由图可知,两个物体下落的高度是相等的,根据
又
可知甲乙两球下落到轨道的时间相等,即甲、乙两球同时落到轨道上,甲乙两球下落到轨道的速度变化量相同,故AC错误。
B.设圆形轨道的半径为R,则甲水平位移为
乙水平位移为
可得
小球水平方向做匀速直线运动,则有
故B正确。
D.由平抛运动推论,速度反向延长线过水平位移中点,由题图可知若甲球垂直打在轨道上,由几何关系,其速度方向延长线应过O点,与推论矛盾,则甲球不可能沿半径方向垂直打在半圆形竖直轨道上,故D错误。
故选B。
4. 如图所示,质量为的物体A静止在竖直的轻弹簧上面,质量为的物体B用细线悬挂,A、B间相互接触但无压力,取重力加速度。某时刻将细线剪断,则细线剪断瞬间( )
A. B对A的压力大小为12N B. 弹簧弹力大小为50N
C. B的加速度大小为 D. A的加速度为零
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】B.原来A处于平衡状态,满足
细线剪断瞬间,弹簧的弹力不会发生突变,仍为30N,B错误;
ACD.细线剪断瞬间,A、B一起加速下降,由于原来A平衡,故整体受到的合力等于B的重力,由牛顿第二定律可得
解得A、B共同加速度为
对B由牛顿第二定律可得
解得B受到的支持力为
由牛顿第三定律可知,B对A的压力大小为12N,A正确,CD错误。
故选A。
二、双项选题:本题共4小题,每小题6分,共24分。
5. 质量为m的物体P置于倾角为的固定光滑斜面上,轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着P与小车,P与滑轮间的细绳平行于斜面,小车以速率v水平向右做匀速直线运动。当小车与滑轮间的细绳和水平方向成夹角时(如图),下列判断正确的是( )
A. P的速率为v B. P的速率为vcos
C. 绳的拉力等于mgsin D. 绳的拉力大于mgsin
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.将小车的速度v沿绳子方向和垂直于绳子方向正交分解,如图所示
物体P的速度与小车沿绳子方向的速度相等,则有
所以A错误,B正确;
CD.小车向右运动,所以减小,v不变,所以逐渐变大,说明物体P沿斜面向上做加速运动。对物体P受力分析可知,物体P受到竖直向下的重力,垂直于斜面向上的支持力,沿绳向上的拉力T,沿斜面和垂直斜面建立正交轴,沿斜面方向由牛顿第二定律可得
可得绳子对P的拉力为
所以C错误,D正确。
故选BD。
6. 如图所示,水平传送带A、B两端相距x=4m,以v0=4m/s的速度(始终保持不变)顺时针运转。今将一小物块(可视为质点)无初速度地轻放在A端。已知小物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.4,重力加速度大小g=10m/s2。则小物块从A运动到B的过程中,下列说法正确的是( )
A. 小物块在传送带上一直加速运动
B. 小物块从A运动到B的时间是1.5s
C. 小物块达到的最大速度是
D. 小物块与传送带间的相对位移是2m
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据牛顿第二定律,开始时小物块的加速度为
小物块运动到速度与传送带速度相等时的时间
位移大小为
此后小物块与传送带以相同的速度匀速运动直至B端,A错误;
B.小物块匀速运动时有
运动的总时间为
B正确;
C.小物块达到的最大速度等于传送带速度,即为,C错误;
D.物块相对于传送带的位移大小为
D正确。
故选BD。
7. 已知A与B所受重力分别为GA = 10N,GB = 20N,A与B间的动摩擦因数μ1 = 0.2,B与水平面间的动摩擦因数μ2 = 0.3,如图甲乙所示。现在用大小为8N的力F,分别作用在A、B上,则各物体所受摩擦力的情况是( )
A. 甲图中,A不受摩擦力,B受到地面水平向左的大小为8N的摩擦力
B. 甲图中,A受2N摩擦力水平向右,B受地面的6N摩擦力水平向左
C. 乙图中,A受2N摩擦力水平向左;B受地面的9N摩擦力水平向左
D. 乙图中,A受2N摩擦力水平向左;B受地面的2N摩擦力水平向右
【答案】A
【解析】
【详解】AB.图甲中,B与地面间的最大静摩擦力
拉力F = 8N < 9N,所以A、B静止不动,A不受摩擦力,B受到8N的静摩擦力,方向向左,故A正确、B错误;
CD.题图乙中,A与B之间的最大静摩擦力
拉力F = 8N > 2N,所以A、B相对滑动,A受到的滑动摩擦力2N,方向向左;对B进行受力分析可知,A对B的滑动摩擦力向右,大小是2N,小于B和地面之间的最大静摩擦力9N,B静止不动,由平衡条件可知地面对B的静摩擦力大小是2N,方向向左,故CD错误。
故选A。
8. 如图所示,质量为m的小球用长为l的细线悬于P点,使小球在水平面内以角速度ω做匀速圆周运动。已知小球做圆周运动时圆心O到悬点P的距离为h,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 绳对小球的拉力大小为mω2l
B. 保持l不变,增大角速度ω,细线与竖直方向的夹角变小
C. 保持h不变,增大绳长l,ω不变
D. 保持h不变,增大绳长l,绳对小球拉力的大小不变
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.设细线与竖直方向的夹角为θ,根据牛顿第二定律可得
解得绳对小球的拉力大小为
由此可知,保持l不变,增大角速度ω,细线与竖直方向的夹角θ变大,故A正确,B错误;
C.设细线与竖直方向的夹角为θ,根据牛顿第二定律可得
解得
可知,保持h不变,增大绳长l,不变,故C正确;
D.根据
可知,增大绳长l,绳对小球拉力的大小增大,故D错误。
故选AC。
三、非选择题:共60分。
9. 在跨越河流表演中,一人骑车以25m/s的速度水平冲出平台,恰能跨越河流落在正河对岸平台上,已知河流宽度25m,不计空气阻力,取g=10m/s2,则人在空中飞行的时间t=____s,两平台的高度差h=____m。
【答案】 ①. 1 ②. 5
【解析】
【详解】[1][2]车做平抛运动,设运动时间为t,竖直方向
水平方向
其中
,
解得
,
10. 瓦房为中国常见的一种传统建筑。如图为一瓦房屋顶结构的简化图,横截面为圆弧的瓦片能够沿着两根相互平行的椽子匀速下滑,已知椽子间距离d与圆弧的瓦片的半径R相等,平行的椽子与水平面夹角均为30o,瓦片质量为m,忽略瓦片厚度,不计椽子的粗细,重力加速度为g,椽子与瓦片之间的滑动摩擦因数处处相同,则椽子对瓦片作用力的合力大小为______;椽子与瓦片间滑动摩擦因数大小为______。
【答案】 ①. mg ②. 0.5
【解析】
【详解】[1]瓦片匀速下滑,受力平衡,故可得椽子对瓦片作用力的合力与瓦片的重力平衡,故大小为mg;
[2]根据题意,垂直于滑面受力分析,如图所示
由于
可得两边支持力的夹角为60°,由平衡条件可得
垂直于滑面方向
解得瓦片与椽子间的动摩擦因数为
11. 如图为小明同学拍摄的高速公路某弯道处的照片,通过请教施工人员得知,该段公路宽度为16m,内外侧的高度差为2m,某车道设计安全时速为25m/s(无侧滑趋势)。已知角度较小时,角的正切值可近似等于正弦值,若g取。根据所学圆周运动得知识,可计算出该车道的转弯半径为___________m;若汽车在该处的行驶速度大于25m/s,则汽车有向弯道___________(填“内侧”或“外侧”)滑动的趋势。
【答案】 ①. 500 ②. 外侧
【解析】
【详解】[1]汽车受力如图
由牛顿第二定律可知
由几何关系知
联立解得
[2]若汽车在该处的行驶速度大于25m/s,因为速度变大,汽车需要的向心力增大,而由重力和支持力的合力提的向心力不足,则汽车将要有做离心运动的趋势,所以有向外滑动的趋势。
12. 某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳,图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
(1)本实验采用的科学方法是 (填选项前的序号)。
A. 理想实验法 B. 等效替代法
C. 控制变量法 D. 建立物理模型法
(2)如果没有操作失误,图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是________(填“F”或“F′”)。
【答案】(1)B (2)F
【解析】
小问1详解】
一个力的作用效果与两个力的作用效果相同,它们的作用效果可以等效替代,本实验采用的科学方法是等效替代法。
故选B。
【小问2详解】
由一个弹簧测力计拉橡皮条至O点的拉力一定沿AO方向;而根据平行四边形定则作出的合力,由于误差的存在,不一定沿AO方向,故一定沿AO方向的是F。
13. 用如图(a)所示的实验装置来探究小车的加速度与所受绳子拉力的关系。
(1)某同学平衡摩擦力时操作方法如下:将小车水平静止地放在长木板上,把木板不带滑轮的一端垫高,如图(b)所示,直到小车拖着纸带由静止开始沿木板向下滑动为止,这名同学的操作______(填“是”或“不是”)正确的。
(2)平衡摩擦力之后,该同学进行正确实验,从打出的若干纸带中选取一条纸带,如图(c)所示,纸带上按时间顺序取为A、B、C、D四个计数点,每两个计数点之间还有4个点未画出。用刻度尺测得各点的距离为s1=3.62cm,s2=4.75cm,s3=5.88cm。打点计时器使用的交变电流频率为50Hz,则小车运动的加速度a=______m/s2。(结果保留3位有效数字)
(3)该同学利用本实验装置的实验数据描绘得到如图(d)所示的a-F图像,OP段为直线,可得出结论:在小车质量不变时,小车的加速度跟拉力______;而PQ段为曲线,可知沙桶(包括沙)的质量已经不符合______(填“远大于”或“远小于”)小车质量的条件。
【答案】(1)不是 (2)1.13
(3) ①. 成正比 ②. 远小于
【解析】
【小问1详解】
小车拖着纸带由静止开始沿木板向下滑动时,重力的下滑分力大于摩擦力,此时平衡摩擦力过度,平衡摩擦力时,应该打开打点计时器,轻推小车,当纸带上的点迹均匀时,此时小车恰好匀速下滑,所以该同学的操作不正确。
【小问2详解】
根据题意可知,相邻两计数点间的时间间隔为
小车运动的加速度为
【小问3详解】
[1]由于OP为直线,可得出:在小车质量不变时,小车的加速度跟拉力成正比;
[2]设绳子拉力为T,沙桶(包括沙)质量为m,小车的质量为M,根据牛顿第二定律可得
可得
当时,可以认为
当不满足时
此时若仍认为沙桶的重量等于绳子拉力,此时F的测量值偏大,从而图像出现弯曲。
14. 如图,一不可伸长的轻绳上端悬挂于O点,下端系一质量m=1.0kg的小球,轻绳所能承受的最大拉力大小T=26N。现将小球拉到A点(保持绳绷直)由静止释放,当它经过B点时绳恰好被拉断,小球平抛后落在水平地面上的C点。地面上的D点与OB在同一竖直线上,已知绳长L=1.0m,B点离地高度H=5.0m,重力加速度g取10m/s2,不计空气影响,求:
(1)小球运动到B点的速度大小vB;
(2)地面上DC两点间的距离s。
【答案】(1)4m/s
(2)4m
【解析】
【小问1详解】
小球下摆到B,绳子的拉力和小球重力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律可得
由题意可知,解得小球运动到B点的速度大小为
【小问2详解】
小球从B到C做平抛运动,水平方向有
竖直方向有
联立解得地面上DC两点间的距离
15. 如图甲所示,粗糙水平地面上有一质量M=6kg足够长木板B,将一质量m=2kg的小物块A(视为质点)轻放在木板B的右端,从t=0时刻起对B施加一水平向右的水平恒力F,经过t=4s后撤去恒力F,用传感器测得A、B的速度-时间图像如图乙所示,取g=10m/s2。求:
(1)A、B间的动摩擦因数μ1;
(2)B与地面间动摩擦因数μ2;
(3)恒力F的大小;
(4)撤去F时A到B右端的距离L。
【答案】(1)0.1 (2)0.35
(3)45N (4)12m
【解析】
【小问1详解】
物块A在B上做加速运动,根据速度-时间图像的斜率表示加速度,可得加速度为
根据牛顿第二定律的
可得
μ1=01
【小问2详解】
撤去F后,根据速度-时间图像的斜率表示加速度,可得木板B的加速度大小
由牛顿第二定律得
解得
μ2=0.35
【小问3详解】
力F作用于木板B时,根据速度-时间图像的斜率表示加速度,可得加速度
由牛顿第二定律得
解得
F=45N
小问4详解】
撤去F时A到B右端的距离即4s时A、B的相对位移
16. 如图所示为跳台滑雪轨道简化模型,AB段光滑曲面为加速滑道,BCD段圆弧滑道为半径的姿态调整滑道,左侧与AB段平滑连接,右侧与水平跳台DE连接,EF段为倾角为30°的速降斜坡。质量为60kg的滑雪运动员从加速滑道滑下后到达圆弧轨道的最低点C点时的速度大小,经过D点时的速度大小为,运动员整个运动过程的最高点P恰好在E点的正上方处,最后落在斜坡上的Q点。已知重力加速度为,不计空气阻力,速降斜坡足够长,,,求:
(1)运动员在C点时受到圆弧轨道的弹力;
(2)水平平台DE的长度;
(3)经过P点之后,运动员距斜坡的最远距离(结果用根式表示)。
【答案】(1),方向竖直向上;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)在C点有
解得
即运动员在C点受到圆弧轨道的弹力大小为2100N,方向竖直向上。
(2)运动员在由D点飞出时速度与水平方向成α角,从D点运动到P点的过程中,竖直方向有
,
水平方向有
解得
,
(3)运动到P点的速度
对其垂直斜坡方向分解
,
当垂直斜坡方向上的速度减为0时,距离斜坡最远,由几何关系可知
其中
解得
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