内容正文:
答案第 1页,共 8页
2024-2025学年高三年级第一学期期中考前考二
物理试题
一、单选题(共 24 分)
1.加速度是人类认识史上最难建立的概念之一,也是每个初学物理的人最不易真正掌握的
概念;生活中也很少见直接表达加速度的俗语,所以对加速度的认识极易出现错误。下列有
关说法中正确的是( )
A.加速度是指速度的增加
B.速度的变化量越大,加速度就越大
C.加速度的方向不仅与力的方向相同,还一定与速度的方向在同一条直线上
D.加速度是描述速度变化快慢的物理量,速度大,加速度不一定大
2.在公路上行驶的国产红旗轿车 a和比亚迪电动轿车 b,其位置随时间变化的图像分别为
图中直线 a和曲线 b﹐已知比亚迪电动轿车的加速度恒定,在1s时速度为6m/s,在3s时直
线 a和曲线 b相切,则( )
A.a做匀速直线运动,速度大小为
8 m/s
3
B.3s时国产红旗轿车 a和比亚迪电动轿车 b相遇但速度不同
C.比亚迪电动轿车做匀减速直线运动且加速度大小为 22m/s
D.1s时两车的距离为 2m
3.河宽 d,一小船从 A岸到 B岸.已知船在静水中的速度 v大小不变,航行中船头始终垂直
河岸,水流的速度方向与河岸平行,若小船的运动轨迹如图所示,则
A.越接近河岸船的速度越大
B.越接近河岸水的流速越小
C.各处水的流速相同
D.船渡河所用的时间小于
d
v
4.如图所示,一半径为 R的圆环处于竖直平面内,A是与圆心等高点,圆环上套着一个可
视为质点的、质量为 m的小球。现使圆环绕其竖直直径转动,小球和圆环圆心 O的连线与
竖直方向的夹角记为θ,转速不同,小球静止在圆环上的位置可能不同。当圆环以角速度ω
匀速转动且小球与圆环相对静止时( )
答案第 2页,共 8页
A.若圆环光滑,则角速度
tan
g
R
B.若圆环光滑,则角速度 tang
R
C.若小球与圆环间的摩擦因数为μ,且小球位于 A点,则角速度ω可能等 g
R
D.若小球与圆环间的摩擦因数为μ,且小球位于 A点,则角速度ω可能等于
g
R
5.2022年 10月我国在酒泉卫星发射中心成功发射了“夸父一号”卫星,实现了对太阳探测
的跨越式突破。“夸父一号”卫星绕地球做匀速圆周运动,距地面高度为 720km,运行一圈所
用时间为 99分钟,根据以上信息可知,“夸父一号”( )
A.发射速度大于第二宇宙速度
B.绕地球做圆周运动的角速度大于地球自转的角速度
C.绕地球做圆周运动的线速度小于地球同步卫星的线速度
D.绕地球做圆周运动的向心加速度大于地球表面的重力加速度
6.超速行驶和疲劳驾驶是导致交通事故最多的危险驾驶行为。某司机驾驶一辆小轿车在其
疲劳驾驶阶段以180km/h 的速度在平直的公路上行驶,某时刻突然发现正前方 60m处有一辆
卡车正在以 72km/h 的速度行驶,于是立即制动,制动加速度大小恒为 25m/s 。若忽略司机的
反应时间,在小轿车采取制动的同时,卡车立即做匀加速直线运动,为避免相撞,卡车的加
速度大小至少为( )
A. 215m/s B. 22m/s C. 22.5m/s D. 23m/s
7.世界面食在中国,中国面食在山西。山西的面食中,又以“刀削面”最为有名,是真正的
面食之王。“刀削面”的传统操作手法是一手托面,一手拿刀,直接将面削到开水锅里。如图
所示,小面圈刚被削离时距开水锅的高度为 h,与锅沿的水平距离为 L,锅的半径也为 L。
若所有的小面圈都被水平削出,并全部落入锅中,忽略空气阻力,则下列关于小面圈在空中
答案第 3页,共 8页
运动的描述正确的是( )
A.所有面圈的速度变化量都相同,与初速度大小无关
B.质量大的面圈,运动时间短,初速度大的面圈,运动时间长
C.所有面圈落入水中时,重力的瞬时功率都相等
D.落入锅中时,进水的最大速度是最小速度的 3倍
8.如图所示,物体甲放置在水平地面上,通过跨过定滑轮的轻绳与小球乙相连,整个系统
处于静止状态.现对小球乙施加一个水平力 F,使小球乙缓慢上升一小段距离,整个过程中
物体甲保持静止,甲受到地面的摩擦力为 f,则该过程中( )
A.f变小,F变大 B.f变小,F变小
C.f变大,F变小 D.f变大,F变大
二、多选题(共 16 分)
9.如图所示,一质量为 m的火星探测器,在圆轨道 l上做匀速圆周运动。经过 P点时动力
装置短暂工作,使探测器进入椭圆轨道 2。经过远火点 Q时,动力装置再次短暂工作,使探
测器进入圆轨道 3。已知轨道 1的半径为 1r ,轨道 3的半径为 2r ,忽略空气阻力,以下说法
正确的是( )
A.探测器在轨道 1上经过 P点时的加速度与在轨道 2上经过 P点时的加速度相等
B.探测器在椭圆轨道上由 P点运动到 Q点的过程中,机械能不守恒
C.探测器在轨道 2上运行时,若经过 P点时的速度大小为 v,则经过 Q点时的速度大小为
1
2
r v
r
D.探测器在轨道 3上经过 Q点时的速度大于在轨道 2上经过 P点时的速度
答案第 4页,共 8页
10.如图甲所示,物块 A叠放在木块 B上,且均处于静止状态,已知水平地面光滑,A、B
间的动摩擦因数μ=0.2,现对 A施加一水平向右的拉力 F,测得 B的加速度 a与拉力 F的关
系如图乙所示,下列说法正确的是(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取 g=10 m/s2)( )
A.当 F<24 N时,A、B都相对地面静止
B.当 F>24 N时,A与 B发生相对滑动
C.A的质量为 4 kg
D.B的质量为 3 kg
11.质量为 m的木板与直立的轻质弹簧的上端相连,弹簧下端固定在水平地面上,静止时
弹簧的压缩量为 h,如图所示。现将一质量为 2m的物体从距离木板正上方 2h处由静止释放,
物体与木板碰撞后粘在一起向下运动,到达最低点后又向上运动,它们恰能回到 A点,物
体可视为质点,空气阻力、木板厚度忽略不计,重力加速度大小为 g。下列说法正确的是
( )
A.物块和木板一起向下运动过程中的速度先增大后减小
B.整个运动过程,物块、木板和弹簧组成的系统机械能守恒
C.物块和木板碰撞后瞬间的共同速度为
2
3
gh
D.物块和木板运动到最低点时的加速度大小等于 g
12.如图所示,固定在天花板上的轻杆将光滑轻质小定滑轮悬挂在空中,一根弹性轻绳一端
固定在左边墙壁上 O点,另一端与套在粗糙竖直杆上 P点、质量为 m的滑块连接,用手平
托住滑块,使 OAP在一条水平线上。绳的原长与 O点到滑轮距离 OA相等,AP之间的距离
为 d,绳的弹力 F与其伸长量 x满足胡克定律 F=kx,滑块初始在 P点时对杆的弹力大小为
mg,滑块与杆之间的动摩擦因数为 0.2。现将滑块由静止释放,当滑到 Q点时速度恰好为零,
弹性绳始终处在弹性限度内,弹性绳弹性势能 Ep与形变量 x的关系为 2p
1
2
E kx ,重力加速
度为 g,下列说法正确的是( )
A.滑块从 P点释放瞬间的加速度大小为 0.8g
B.滑块下滑过程中速度达到最大值时的位置到 P点距离为 0.8d
C.滑块从 P运动到 Q的过程中,弹性绳对滑块做功-0.8mgd
D.PQ之间的距离为 1.6d
答案第 5页,共 8页
三、实验题(每空 2分,共 14 分)
13.如图为李华和刘刚两位同学设计的一个实验装置,用来探究一定质量的小车其加速度与
力的关系。其中电源为50Hz的交流电,一质量可忽略不计的光滑定滑轮用一轻质细杆固定
在小车的前端,小车的质量为 M,砂和砂桶的质量为 m。
(1)此实验中正确的操作是 。
A.实验需要用天平测出砂和砂桶的质量 m
B.实验前需要将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力
C.小车靠近打点计时器,应先接通电源,再释放小车
D.为减小系统误差,实验中一定要保证砂和砂桶的质量 m远小于小车的质量 M
(2)刘刚同学实验中测得,拉力传感器显示的示数为 4N,打出的部分计数点如图所示(每
相邻两个计数点间还有 4个点未画出),其中 1 4.79cms , 2 5.61cms , 3 6.39cms ,
4 7.17cms , 5 7.98cms , 6 8.84cms ,则小车的加速度 a 2m s ,此次实验
中砂和砂桶的质量m kg。(重力加速度取 29.8m s ,结果均保留 2位有效数字)
14.某实验小组用落体法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,利用此装置验证机械能守恒定律。
(1)本实验中,不同组学生在操作过程中出现如图的四种情况,其中操作正确的是
(填序号)。
答案第 6页,共 8页
(2)进行正确操作后,打下的纸带如图所示,在选定的纸带上依次取计数点,相邻计数点
间的时间间隔为 T,那么纸带的 (填“左”或“右”)端与重锤相连。设重锤质量为 m,
根据测得的 1x 、 2x 、 3x 、 4x ,在打 B点到 D点的过程中,重锤动能增加量的表达式为 。
(3)换用两个质量分别为 1m 、 2m 的重物分别进行实验,多次记录下落高度 h和相应的速
度大小 v,作出的 2v h 图像如图所示。对比图像分析正确的是 (填序号)。
A.阻力可能为零 B.阻力不可能为零 C. 1m 可能等于 2m D. 1m 一定小于 2m
四、解答题(共 46 分)
15.(9分)2022年 2月 15日,17岁的中国选手苏翊鸣夺得北京冬奥会单板滑雪男子大跳
台金牌,为国家争得荣誉。现将比赛某段过程简化成如图所示的运动,苏翊鸣从倾角为
30 的斜面顶端 O点以 0 10m/sv 的速度飞出,且与斜面夹角为 60 。图中虚线为苏
翊鸣在空中的运动轨迹,且 A为轨迹上离斜面最远的点,B为在斜面上的落点,已知苏翊鸣
的质量为 60kgm (含装备),落在 B点时滑雪板与斜面的碰撞时间为 0.3st 。重力加速
度取 210m/sg ,不计空气阻力。求:
(1)从 O运动到 A点所用时间 t;
(2)OB之间的距离 x;
(3)B点的速度大小 Bv 。
答案第 7页,共 8页
16.(9分)一质量 4kgM 的小物块,用长 1ml 的细绳悬挂在天花板上,处于静止状态。
一质量 1kgm 的粘性小球以速度 0 15m / sv 水平射向物块,并与物块粘在一起,小球与物
块相互作用时间极短,不计空气阻力,重力加速度 g取 210m / s 。求:
(1)小球粘在物块上的瞬间,小球和物块共同速度 v的大小;
(2)小球和物块摆动过程中,细绳拉力 TF 的最大值;
(3)小球和物块摆动过程中所能达到的最大高度 h。
17.(12分)我国自主研制了运-20重型运输机。飞机获得的升力大小 F可用 2F kv 描写,
k为系数;v是飞机在平直跑道上的滑行速度,F与飞机所受重力相等时的 v称为飞机的起
飞离地速度,已知飞机质量为 51.21 10 kg 时,起飞离地速度为 66 m/s;装载货物后质量为
51.69 10 kg ,装载货物前后起飞离地时的 k值可视为不变。
(1)求飞机装载货物后的起飞离地速度;
(2)若该飞机装载货物后,从静止开始匀加速滑行 1 521 m起飞离地,求飞机在滑行过程
中加速度的大小和所用的时间。
答案第 8页,共 8页
18.(16分)如图所示,质量 A 1kgm 的木板 A置于光滑水平地面上,紧靠木板左端固定一
半径
5 m
16
R 的四分之一光滑圆弧轨道,其末端与 A的上表面所在平面相切。质量 B 2kgm
的小物块 B放在木板 A上,距离木板左端
5 m
3
L 。右侧竖直墙面固定一轻弹簧,弹簧处于
自然状态。现一质量 C 2kgm 的小物块 C从圆弧的顶端无初速度滑下,滑上木板,物块 B、
C与木板 A的动摩擦因数均为 0.1 ,物块 B与 C发生完全非弹性碰撞并粘在一起。一段
时间后 A、B、C三者共速,之后木板与弹簧接触。木板足够长,物块 B、C可视为质点,
最大静摩擦力等于滑动摩擦力。弹簧始终处在弹性限度内,弹簧的弹性势能 pE 与形变量 x的
关系为
2
p
1
2
E kx ,劲度系数 40N/mk 。取重力加速度 210m/sg ,求:
(1)物块 C滑到圆弧轨道底端时,轨道对物块 C的支持力 NF 的大小;
(2)木板与弹簧刚要接触时 A、B、C三者的共同速度 v共 的大小;
(3)从物块 C滑上木板 A到木板与弹簧刚要接触时系统因摩擦转化的内能 U ;
(4)木板与弹簧接触以后,物块 B、C与木板 A之间刚好相对滑动时弹簧的压缩量 x及此
时木板速度 v的大小。
答案第 1页,共 12页
2024-2025学年高三年级第一学期期中考前考二物理参考答案
1.D
2.C
【详解】A.由图可知,a车匀速直线运动的速度为
8 2 m s 2m s
3a
v
故 A错误;
B.t=3s时 a车和 b车到达同一位置而相遇,直线 a和曲线 b刚好相切,说明两者的速度相
等,故 B错误;
C.t=3s时,直线 a和曲线 b刚好相切,即此时 b车的速度
vb=va=2m/s
由加速度定义式得 b车加速度为
2 22 6m / s = 2m / s
2b
va
t
Δ
Δ
D.1s时 a车在 4m处,b在原点,两车的距离为 4m,D错误。
故选 C。
3.B
【详解】ABC.从轨迹曲线的弯曲形状上可以知道,小船先具有向下游的加速度,后具有向
上游的加速度,故水流是先加速后减速,即越接近河岸水流速度越小,而船的速度:
2 2
C Sv v v ,越接近河岸船的速度越小.故 AC不符合题意,B符合题意.
D.由于船身方向垂直于河岸,无论水流速度是否变化,这种渡河方式耗时最短,即为 dt v
.故
D不符合题意.
4.D
【详解】AB.小球在图示位置时的受力分析如图所示
答案第 2页,共 12页
则小球所受合外力提供向心力,即
2tanF mg m r
合
sinr R
以上两式联立,解得
cos
g
R
故 AB错误;
CD.若小球在 A点时,则圆环对小球的支持力提供向心力,圆环对小球的静摩擦力与重力
等大反向,即
2N m R
N mg
联立,解得
gω
μR
故 C错误,D正确。
故选 D。
5.B
【详解】A.“夸父一号”卫星绕地球做匀速圆周运动,所以发射速度小于第二宇宙速度,故
A错误;
B.“夸父一号”离地面的高度小于地球同步卫星离地面的高度,所以“夸父一号”的轨道半径
小于地球同步卫星的轨道半径,根据万有引力提供向心力
2
2
MmG m r
r
解得
3
GM
r
所以“夸父一号”绕地球做圆周运动的角速度大于同步卫星公转角速度,即大于地球自转的角
速度,故 B正确;
C.根据万有引力提供向心力
2
2
Mm vG m
r r
解得
答案第 3页,共 12页
GMv
r
所以“夸父一号”绕地球做圆周运动的线速度大于同步卫星公转线速度,故 C错误;
D.根据万有引力提供向心力
2 n
MmG
r
ma
解得
n 2 2
GM GMa g
r R
故 D错误。
故选 B。
6.C
【详解】由题知,小轿车的初速度 1 180km/h 50m/sv ,卡车的初速度为 2 72km/h 20m/sv 。
当两车速度相等的时候,距离最小,若此时恰好追上,设卡车的加速度大小为 2a ,根据速
度关系有
1 1 2 2v a t v a t
根据位移关系有
2 2
1 1 2 2
1 1
2 2
v t a t v t a t x
其中 60mx ,联立可得
4st , 22 2.5m /sa
故选 C。
7.A
【详解】AB.所有面圈因下落的高度相同
21
2
h gt
则运动时间相同,根据
∆v=gt
可知,速度变化量都相同,A正确,B错误;
C.所有面圈落入水中时,重力的瞬时功率
2
G cos yP mgv mgv mg t
所有面圈的质量不一定相等,故重力的瞬时功率不一定相等,C错误;
答案第 4页,共 12页
D.落入锅中的最大初速度
0max
3 3
2
L gv L
t h
最小初速度
0min 2
L gv L
t h
因落入碗中的速度
2
0 2v v gh
则落入锅中的最大速度不是最小速度的 3倍,D错误。
故选 A。
8.D
【详解】以小球乙为研究对象受力分析,设绳与竖直方向的夹角为 ,根据平衡条件可得,
水平拉力为
tanF mg
可见水平拉力 F逐渐增大,绳子的拉力为
cos
mgT
故绳子的拉力也是逐渐增加;以物体甲为研究对象受力分析,根据平衡条件可得,物体甲受
地面的摩擦力与绳子的拉力的水平方向的分力
cosxT T
等大反向,故摩擦力方向向左
cos
cos
mgf
是逐渐增大;
故选 D。
9.AC
【详解】A.根据题意,由万有引力提供向心力有
n2
GMm ma
R
解得
n 2
GMa
R
可知,探测器在轨道 1上经过 P点时的加速度与在轨道 2上经过 P点时的加速度相等,故
答案第 5页,共 12页
A正确;
B.探测器在椭圆轨道上由 P点运动到 Q点的过程中,只有引力做功,机械能守恒,故 B
错误;
C.探测器在轨道 2上运行时,根据开普勒第二定律有
1 2
1 1
2 2P Q
rv t r v t
解得
1 1
2 2
Q P
r rv v v
r r
故 C正确;
D.根据题意,由万有引力提供向心力有
2
2
GMm vm
r r
解得
GMv
r
可知,探测器在轨道 3上经过 Q点时的速度小于在轨道 1上经过 P点时的速度,探测器在
轨道 1上经过 P点时,需加速做离心运动进入轨道 2,则在轨道 2上经过 P点时的速度大于
在轨道 1上经过 P点时的速度,则有
2 1 3P P Qv v v
即探测器在轨道 3上经过 Q点时的速度小于在轨道 2上经过 P点时的速度,故 D错误。
故选 AC。
10.BC
【详解】AB.当 A与 B间的摩擦力达到最大静摩擦后,A、B会发生相对滑动,由图乙可
知,B的最大加速度是 24m/s ,即拉力 24NF 时,A、B发生相对滑动,当 24NF 时,A、
B保持相对静止,一起做匀加速直线运动,故 B正确,A错误;
CD.当 24NF 时,对 B,根据牛顿第二定律得
24m/sAB
B
m ga
m
对 A,根据牛顿第二定律得
24m/sAA
A
F m ga
m
联立解得
答案第 6页,共 12页
4kgAm
2kgBm
故 C正确,D错误。
故选 BC。
11.AD
【详解】C.物体与木板碰前瞬间的速度为 0v ,则
2
0 2 2v g h
两物体碰撞过程中动量守恒
0 12 (2 )mv m m v
整理得
1
4
3
v gh
C错误;
B.由于两个物体碰撞是完全非弹性碰撞,有机械能的损失,因此整个过程中机械能不守恒,
B错误;
A.碰后两个物体一起向下运动过程中,开始一段弹簧的弹力小于两个物体的总重量,因此
加速向下运动,当弹簧的弹力等于重力时速度达到最大,再向下运动时做减速运动,因此向
下运动过程中速度先增加后减小,A正确;
D.根据简谐振动的对称性,再回到 A点时,弹簧处于原长,两个物体的加速度为 g,因此
在最低点时加速度大小也为 g方向竖直向上,D正确。
故选 AD。
12.ABD
【详解】A.滑块从 P点释放瞬间,滑块受到重力、弹性绳的弹力、杆的弹力和杆的摩擦力
作用,由题意可得
Nkd mg F
Nmg F ma
解得
N 0.8mg Fa g
m
答案第 7页,共 12页
A正确;
B.设滑块下滑过程中速度达到最大值时绳与杆的夹角为α,位置在 M点,绳的弹力大小为
T,由平衡条件可得
NsinT F kd
fcos 0mg T F
又有
f NF F
sin
dT k
tanMP
dh
联立解得
0.8MPh d
B正确;
CD.由 B选项分析可知,滑块下滑过程中受杆的弹力大小不变,等于 mg,则有滑块受摩擦
力也为一恒力,则有
f NF F mg
设滑块从 P运动到 Q的过程中,弹性绳对滑块做功为 W,由动能定理可得
f 0PQ PQW mgh F h
由运动的对称性,即滑块在竖直方向的运动可看做单程的弹簧振子模型,则有
2 1.6PQ PMh h d
联立解得
1.28W mgd
C错误,D正确。
故选 ABD。
13. BC/CB 0.80 0.49
【详解】(1)[1]AD.有力的传感器,所以不需要测砂和砂桶的质量,也不需要保证砂和砂
桶质量远小于小车的质量,故 AD错误;
B.实验前需要将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力,故 B正确;
答案第 8页,共 12页
C.小车靠近打点计时器,应先接通电源,再释放小车,故 C正确。
故选 BC。
(2)[2]由逐差法求 a,有
4 5 6 1 2 3
2
( ) ( )
9
s s s s s sa
T
每相邻两个计数点间还有 4个点未画出,则
T = 0.1s
解得
2
2 2
2
(8.84 7.98 7.17 6.39 5.61 4.79) 10 m/s 0.80m/s
9 0.1
a
[3]对砂和砂桶
mg-F = 2ma
解得
m = 0.49kg
14. B 左 24 2 42 ( 2 )8
m x x x
T
BC/CB
【详解】(1)[1]打点计时器应接交流电源,操作时应用手提住纸带的上端,让重物尽量靠
近打点计时器。故选 B。
(2)[2][3]纸带上的点迹从左向右间距逐渐变大,则纸带的左端与重物相连。打点计时器打
B点时的速度为
2
2B
xv
T
打点计时器打 D点时的速度为
4 2
2D
x xv
T
在打 B点到 D点的过程中,重锤动能增加量的表达式为
2 2 2
k 4 2 42
1 1 ( 2 )
2 2 8D B
mE mv mv x x x
T
(3)[4]AB.根据题意,设阻力为 f,由动能定理有
21( )
2
mg f h mv
整理可得
2 2 fv g h
m
可知,若阻力为零,则两次实验的 2v h 图像斜率相等,由图可知,斜率不等,则阻力不为
答案第 9页,共 12页
零,故 A错误,B正确;
CD.虽然斜率不相等,但不知道两物体所受阻力的情况,则两物体的质量关系不确定,即 1m
可能等于 2m ,故 C正确,D错误。
故选 BC。
15.(1)1s;(2)20m;(3)10 3m / s
【详解】(1)如图所示沿斜面方向和垂直斜面方向分解速度和加速度
从 O到 A过程有
00 sin cosv gt
解得从 O运动到 A点所用时间
1st
(2)由对称性可知,从 O到 B的时间为 2t,则从 O到 B过程有
212 cos 2 sin
2
x vt g t
解得 OB之间的距离
20mx
(3)由动能定理
2 2
0
1 1sin
2 2B
mgx mv mv
得 B点的速度大小
B 10 3m / sv
16.(1) 3m / sv ;(2) T 95NF ;(3) 0.45mh
【详解】(1)小球和物块系统动量守恒
0mv M m v
得
3m / sv
答案第 10页,共 12页
(2)最低点拉力最大为 TF ,则
2
T
vF M m g M m
L
得
T 95NF
(3)根据机械能守恒
21
2
m M gh m M v
解得
0.45mh
17.(1) 2 78m/sv ;(2)2m/s2, 39st
【详解】(1)空载起飞时,升力正好等于重力:
2
1 1kv m g
满载起飞时,升力正好等于重力:
2
2 2kv m g
由上两式解得:
2 78m/sv
(2)满载货物的飞机做初速度为零的匀加速直线运动,所以
2
2 0 2v ax
解得:
22m/sa
由加速的定义式变形得:
2 0v vt
a a
解得:
39st
18.(1)60N;(2)1m/s;(3)
245 J
72
;(4)
1m
8
,
56 m/s
8
【详解】(1)物块 C滑到圆弧轨道底端时,根据机械能守恒有
2
C C 0
1
2
m gR m v
答案第 11页,共 12页
解得
0 2.5m/sv
根据牛顿第二定律有
2
0
N C C
vF m g m
R
联立解得,轨道对物块 C的支持力为
N 60NF
(2)物块 C滑离圆弧轨道后,A、B、C三者组成的系统动量守恒,则根据动量守恒有
C 0 A B C( )m v m m m v 共
联立解得,木板与弹簧刚要接触时 A、B、C三者的共同速度为
1m/sv 共
(3)物块 C滑上木板 A后,对物块 C受力分析,根据牛顿第二定律有
C C 1m g m a
解得,物块 C减速的加速度大小为
2
1 1m/sa
对 AB整体分析,根据牛顿第二定律有
C A B 2( )m g m m a
解得,AB一起加速的加速度大小为
2
2
2 m/s
3
a
根据运动学规律有
2 2
0 1 1 1 2 1
1 1
2 2
L v t a t a t
解得
1 1st 或 1 2st
若 1t 取 2s,则此时物块 C的速度小于 AB的速度,不符合题意,则舍弃。故
1 1st
此时物块 C的速度为
答案第 12页,共 12页
1 0 1 1 1.5m/sv v a t
此时 AB的速度为
2 2 1
2 m/s
3
v a t
物块 B与 C发生完全非弹性碰撞,根据动量守恒有
C 1 B 2 B C 3( )m v m v m m v
根据能量守恒可得,物块 B与 C发生完全非弹性碰撞,损失的能量为
2 2 2
C 1 B 2 B C 3
1 1 1 25( ) J
2 2 2 72
E m v m v m m v
根据能量守恒,可得 A、B、C三者组成的系统损失的能量为
2 2
C 0 A B C
1 1 15( ) J
2 2 4
E m v m m m v 总 共
则从物块 C滑上木板 A到木板与弹簧刚要接触时系统因摩擦转化的内能为
245 J
72
U E E 总
(4)木板与弹簧接触以后,物块 B、C与木板 A之间刚好相对滑动时,根据牛顿第二定律
有
A B C( )F kx m m m a 弹
对 BC分析有
B C B C( ) ( )m m g m m a
联立解得,此时弹簧的压缩量为
1 m
8
x
则根据机械能守恒有
2 2 2
A B C A B C
1 1 1( ) = ( ) +
2 2 2
m m m v m m m v kx 共
解得,此时木板速度为
56 m/s
8
v