内容正文:
2024-2025学年第二学期高一年级“六校联考”试题
物理 命题:丰顺县实验中学物理组
本试卷共7页,共15小题,满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色字迹的签字笔在答题卡上填写学校、班级、考生号、姓名和座号,再用2B铅笔将与考生号对应的信息点涂黑。
2.答题卡上第一部分必须用2B铅笔作答,将选中项涂满涂黑,黑度以遮住框内字母为准,修改时用橡皮擦除干净,第二部分必须用黑色字迹的签字笔按照题号顺序在各题目的答题区域内作答,未在对应的答题区域内作答或超出答题区域作答的均无效。
3.考生务必将答案写在答题卡上,在试卷上作答无效。
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,只有一个选项符合题目要求,选对的得4分,选错或不答的得0分。
1. 物体做平抛运动时,描述物体在竖直方向下落的高度h随时间t的变化规律的图线是如图中的( )
A. B.
C. D.
2. 两个共点力,大小均为10N,关于这两个力的合力,以下说法错误的是( )
A. 大小可能为0
B. 大小可能为10N
C. 大小可能为15N
D. 大小可能为21N
3. 如图所示,质量的物块靠在竖直墙面上,物块与墙面间的动摩擦因数,垂直于墙面作用在物块表面的推力,物块处于静止状态。取,则物块所受摩擦力的大小为( )
A. B. C. D.
4. 在图中,A、B为啮合传动的两齿轮,,则A、B两轮边缘上两点的( )
A. 角速度之比为2:1
B. 向心加速度之比为1:2
C. 周期之比为1:2
D. 转速之比为2:1
5. 一个做匀速圆周运动的物体,运动半径不变,而线速度增加为原来的2倍,其向心力增大了24 N,那么在未改变速度时,物体所受的向心力为
A 6 N B. 8 N C. 12 N D. 16 N
6. 将小球从如图所示阶梯状平台上以一定的水平初速度水平抛出,所有台阶的高度和宽度均为1.0m,取,要使小球抛出后落到第三级台阶上,则可能为( )
A. B. C. D.
7. 启明驾校里有两辆汽车正在直道上练习,两车都从静止开始运动,如图甲所示是1号车的v-t图像,如图乙所示是2号车的a-t图像。根据图像可知( )
A. 1号车在0-1s内的加速度方向与2s-4s内的加速度方向相同
B. 1号车在0-1s内运动方向与2s-4s内的运动方向相反
C. 2号车在4s末的速度大小为10m/s
D. 1号车在0-1s内比2号车在1s-2s的速度变化快
二、多项选择题: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,质量都为m的A、B两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止,用大小等于mg的恒力F向上拉B,运动距离h时B与A分离。则下列说法中正确的是( )
A. B和A刚分离时,弹簧为原长
B. 弹簧的劲度系数等于
C. 在B与A分离之前,它们的加速度逐渐变大
D. 在B与A分离之前,它们的加速度逐渐变小
9. 甲、乙两船在同一河流中同时开始渡河。河水流速为v0.两船在静水中的速率均为v。甲、乙两船船头均与河岸夹角为θ,如图所示,已知甲船恰好能垂直到达河正对岸的A点,乙船到达河对岸的B点,A、B之间的距离为l。则下列判断正确的是( )
A. 甲、乙两船同时到达对岸
B. 若仅是河水流速v0增大,则两船的渡河时间都不变
C. 不论河水流速v0如何改变,只要适当改变θ,甲船总能到达正对岸的A点
D. 若仅是河水流速v0增大,则两船到达对岸时,两船之间的距离大于l
10. 如图所示,A、B两点分别位于大、小轮边缘上,C点位于大轮半径的中点,大轮的半径是小轮半径的2倍,它们之间靠传送带传动且不打滑。则( )
A. A、B两点的周期之比为
B. B、C两点的角速度大小之比为
C. A、B两点的线速度大小之比为
D. B、C两点的向心加速度大小之比为
三、实验题:本题共2 小题,共16分。
11. 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,实验装置如图甲所示。
(1)以下操作符合本实验要求的是________
A.将连有纸带的小车静止释放,若能沿轨道下滑,说明已补偿阻力
B.小车靠近打点计时器,在细线末端挂上槽码,先接通电源,再释放小车
C.正确补偿阻力后,每次改变小车和砝码的总质量,都需要重新补偿阻力
D.打点结束后,先取下小车上的纸带进行数据处理,最后关闭打点计时器
(2)某组同学在某次实验中使用频率为的打点计时器,获得其中一条纸带如图乙所示,其中相邻两个计数点之间还有4个点没有画出,根据纸带可以求得打点计时器在打下点时小车的速度为________,小车的加速度大小为_________(结果均保留两位小数)。
(3)在实验中通过控制槽码质量不变,改变小车和砝码总质量,探究加速度与质量的关系。组同学所用槽码质量为,组同学所用槽码质量为,两组同学通过实验获得多组数据,分别作出图像,如图丙中的图线①和图线②所示,则组同学所作的图线为_________(填“图线①”或“图线②”);图线②中随着增大,与不成正比,请说明原因__________。
12. 用如图1所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出,落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低,钢球落在挡板上时,钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板,重新释放钢球,如此重复,白纸上将留下一系列痕迹点。
(1)下列实验条件必须满足的有__________;
A.斜槽轨道光滑
B.斜槽轨道末段水平
C.挡板高度等间距变化
D.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
(2)为定量研究,建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系:
a。取平抛运动的起始点为坐标原点,将钢球静置于Q点,钢球的球心对应白纸上的位置即为原点;在确定y轴时______(选填“需要”或者“不需要”)y轴与重锤线平行;
b。若遗漏记录平抛轨迹的起始点,也可按下述方法处理数据:如图2所示,在轨迹上取A、B、C三点,AB和BC的水平间距相等且均为x,测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2,则______(选填“大于”、“等于”或者“小于”)。可求得钢球平抛的初速度大小为_________。(已知当地重力加速度为g,结果用上述字母表示)。
(3)为了得到平抛物体的运动轨迹,同学们还提出了以下三种方案,其中不可行的是_________。
A.从细管水平喷出稳定的细水柱,拍摄照片,即可得到平抛运动轨迹
B.用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置,平滑连接各位置,即可得到平抛运动轨迹
C.将铅笔垂直于竖直的白纸板放置,笔尖紧靠白纸板,铅笔以一定初速度水平抛出,将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹
四、计算题:本题共3小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13. 消防车的供水系统主要由水泵、输水管道和水枪组成,如图所示,某次消防演练时消防水枪离地高度,建筑物上的着火点A离地高度,水从水枪枪口中水平射出后,恰好击中着火点A,此时水的速度与水平方向的夹角。不计空气阻力,取重力加速度大小,,,求:
(1)水从水枪枪口运动到着火点A的时间t;
(2)水落到着火点A前瞬间的速度大小v;
(3)水枪枪口与着火点A的水平距离x。
14. 如图所示,在倾角为的斜面上,用沿斜面向上的拉力拉着一质量为6kg的物体向上做匀速直线运动,取,求:
(1)斜面对物体的支持力的大小;
(2)斜面和物体间的摩擦因数。
(3)若拉力方向变为水平向右,此时想让物体保持沿斜面向上的匀速直线运动,需要将拉力的大小变为多少?
15. 如图甲所示为我国传统民俗文化表演“抡花”活动,祈福来年风调雨顺、免于火灾,已被列入国家级非物质文化遗产。“抡花”原理如图乙所示,快速转动竖直转轴上的手柄AB,带动“花筒”M、N在水平面内转动,筒内烧红的铁片沿轨迹切线飞出,落到地面,形成绚丽的图案。已知,M、N离地高,若手摇AB转动的角速度大小为,不计空气阻力,重力加速度g取,求:
(1)“花筒”M的线速度大小;
(2)“花筒”(内含铁片)质量为时所需向心力大小;
(3)铁片落地点距的距离大小(计算结果可用根号表示)。
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2024-2025学年第二学期高一年级“六校联考”试题
物理 命题:丰顺县实验中学物理组
本试卷共7页,共15小题,满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色字迹的签字笔在答题卡上填写学校、班级、考生号、姓名和座号,再用2B铅笔将与考生号对应的信息点涂黑。
2.答题卡上第一部分必须用2B铅笔作答,将选中项涂满涂黑,黑度以遮住框内字母为准,修改时用橡皮擦除干净,第二部分必须用黑色字迹的签字笔按照题号顺序在各题目的答题区域内作答,未在对应的答题区域内作答或超出答题区域作答的均无效。
3.考生务必将答案写在答题卡上,在试卷上作答无效。
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,只有一个选项符合题目要求,选对的得4分,选错或不答的得0分。
1. 物体做平抛运动时,描述物体在竖直方向下落的高度h随时间t的变化规律的图线是如图中的( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】平抛运动,在竖直方向上为自由落体,则竖直方向下落的高度h随时间t的变化规律为
h随时间t为二次函数关系,故BCD错误,A正确。
故选A。
2. 两个共点力,大小均为10N,关于这两个力的合力,以下说法错误的是( )
A. 大小可能为0
B. 大小可能为10N
C. 大小可能为15N
D. 大小可能为21N
【答案】D
【解析】
【详解】两力合成时,合力范围为
即,故D正确,ABC错误。
故选D。
3. 如图所示,质量的物块靠在竖直墙面上,物块与墙面间的动摩擦因数,垂直于墙面作用在物块表面的推力,物块处于静止状态。取,则物块所受摩擦力的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】物体处于静止状态,在竖直方向上受到重力和摩擦力,二力平衡,有
故选B。
4. 在图中,A、B为啮合传动的两齿轮,,则A、B两轮边缘上两点的( )
A. 角速度之比为2:1
B. 向心加速度之比为1:2
C. 周期之比为1:2
D. 转速之比2:1
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.根据题意有两轮边缘上的线速度大小相等,即有
根据角速度和线速度v的关系
得角速度与半径成反比:即
故A错误;
B.根据向心加速度a与线速度v的关系
得,因为
所以
故B正确;
C.根据周期T和线速度v的关系
得,因为
所以
故C错误;
D.根据转速n和线速度v的关系
得:因为
所以
故D错误.
故选B。
5. 一个做匀速圆周运动的物体,运动半径不变,而线速度增加为原来的2倍,其向心力增大了24 N,那么在未改变速度时,物体所受的向心力为
A. 6 N B. 8 N C. 12 N D. 16 N
【答案】B
【解析】
【详解】未改变速度时,物体所受的向心力;线速度增加为原来的2倍,其向心力,且.解得:.故B项正确,ACD三项错误.
6. 将小球从如图所示的阶梯状平台上以一定的水平初速度水平抛出,所有台阶的高度和宽度均为1.0m,取,要使小球抛出后落到第三级台阶上,则可能为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】小球抛出后越过第二台阶,根据平抛运动的特点水平方向做匀速运动,竖直方向做自由落体运动知
小球抛出后不会越过第三台阶,根据平抛运动的特点水平方向做匀速运动,竖直方向做自由落体运动知
解得
故选B。
7. 启明驾校里有两辆汽车正在直道上练习,两车都从静止开始运动,如图甲所示是1号车的v-t图像,如图乙所示是2号车的a-t图像。根据图像可知( )
A. 1号车在0-1s内的加速度方向与2s-4s内的加速度方向相同
B. 1号车在0-1s内的运动方向与2s-4s内的运动方向相反
C. 2号车在4s末的速度大小为10m/s
D. 1号车在0-1s内比2号车在1s-2s的速度变化快
【答案】C
【解析】
【详解】AB.根据速度的正负表示速度方向,知1号车在0~1s内的速度与2s~4s内的速度均为正值,速度方向相同。但1号车在0~1s内加速运动,加速度方向与速度方向相同;2s~4s内减速运动,加速度方向与速度方向相反;故1号车在0-1s内的加速度方向与2s-4s内的加速度方向相反。故AB错误;
C.由a−t图像与时间轴所围的面积表示速度变化量,知2号车在0∼4s内的速度变化量大小为
所以2号车在4s末的速度大小为,故C正确;
D.如甲图所示,1号车在0-1s内的速度变化为;由a−t图像与时间轴所围的面积表示速度变化量,2号车在1s-2s的速度变化为
故1号车在0-1s内与2号车在1s-2s的速度变化快慢相同。故D错误。
故选C。
二、多项选择题: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,质量都为m的A、B两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止,用大小等于mg的恒力F向上拉B,运动距离h时B与A分离。则下列说法中正确的是( )
A. B和A刚分离时,弹簧为原长
B. 弹簧的劲度系数等于
C. 在B与A分离之前,它们的加速度逐渐变大
D. 在B与A分离之前,它们的加速度逐渐变小
【答案】BD
【解析】
【详解】A.B和A刚分离时,两者有共同的加速度,此时对B受力分析,B受重力和拉力F,且
因此B所受合力为零,加速度为零,则此时A的加速度也为零,因此对A受力分析可知,弹簧对A的弹力等于A自身的重力,即
因此B和A刚分离时,弹簧处于压缩状态,故A错误;
B.初始状态,未施加恒力F时,对整体受力分析得
B和A刚分离时,对A受力分析有
其中,由几何关系得
联立解得
故B正确;
CD.对整体受力分析,由牛顿第二定律得
其中
代入整理可得
由题意可知,向上运动过程中,弹簧形变量x逐渐减小,因此加速度a逐渐减小,故C错误,D正确;
故选BD。
9. 甲、乙两船在同一河流中同时开始渡河。河水流速为v0.两船在静水中的速率均为v。甲、乙两船船头均与河岸夹角为θ,如图所示,已知甲船恰好能垂直到达河正对岸的A点,乙船到达河对岸的B点,A、B之间的距离为l。则下列判断正确的是( )
A. 甲、乙两船同时到达对岸
B. 若仅是河水流速v0增大,则两船的渡河时间都不变
C. 不论河水流速v0如何改变,只要适当改变θ,甲船总能到达正对岸的A点
D. 若仅是河水流速v0增大,则两船到达对岸时,两船之间的距离大于l
【答案】AB
【解析】
【详解】A.将小船的运动分解为平行于河岸和垂直河岸两个方向的分运动,可知分运动与合运动具有等时性,则有在垂直河岸方向的分速度为,设河宽为d,则有渡河的时间为
可知两船渡河时间相等,即甲、乙两船同时到达对岸,A正确;
B.若仅是河水流速v0增大,由A选项解析可知,小船渡河时间与水流速度无关,渡河的时间仍为
则两船的渡河时间都不变,B正确;
C.若河水流速v0改变,只有甲船在静水中的速度大于水流速度时,适当改变θ,甲船才可能到达正对岸的A点,C错误;
D.若仅是河水流速v0增大,由于两船到达对岸时间不变,由速度的分解可知,两船在平行于河岸方向相对分速度不变,则两船到达对岸时,两船之间的相对位移不变,即两船距离仍为l,D错误。
故选AB。
10. 如图所示,A、B两点分别位于大、小轮的边缘上,C点位于大轮半径的中点,大轮的半径是小轮半径的2倍,它们之间靠传送带传动且不打滑。则( )
A. A、B两点的周期之比为
B. B、C两点的角速度大小之比为
C. A、B两点的线速度大小之比为
D. B、C两点的向心加速度大小之比为
【答案】BD
【解析】
【详解】AC.A、B两点通过皮带连接,线速度相同,大小之比为1:1,根据周期公式
可得
故AC错误;
B.C点与A点的角速度相同,根据
可得
故B正确;
D.根据向心加速度公式
A、C两点的周期相同,B、C两点的半径相同,B、C两点的向心加速度大小之比为
故D正确。
故选BD。
三、实验题:本题共2 小题,共16分。
11. 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,实验装置如图甲所示。
(1)以下操作符合本实验要求的是________
A.将连有纸带的小车静止释放,若能沿轨道下滑,说明已补偿阻力
B.小车靠近打点计时器,在细线末端挂上槽码,先接通电源,再释放小车
C.正确补偿阻力后,每次改变小车和砝码的总质量,都需要重新补偿阻力
D.打点结束后,先取下小车上的纸带进行数据处理,最后关闭打点计时器
(2)某组同学在某次实验中使用频率为的打点计时器,获得其中一条纸带如图乙所示,其中相邻两个计数点之间还有4个点没有画出,根据纸带可以求得打点计时器在打下点时小车的速度为________,小车的加速度大小为_________(结果均保留两位小数)。
(3)在实验中通过控制槽码质量不变,改变小车和砝码总质量,探究加速度与质量的关系。组同学所用槽码质量为,组同学所用槽码质量为,两组同学通过实验获得多组数据,分别作出图像,如图丙中的图线①和图线②所示,则组同学所作的图线为_________(填“图线①”或“图线②”);图线②中随着增大,与不成正比,请说明原因__________。
【答案】 ①. B ②. ③. ④. 图线① ⑤. 随着增大,不再满足槽码质量远远小于小车和砝码的总质量
【解析】
【详解】(1)[1]A.平衡摩擦力的正确步骤是将长木板没有定滑轮的一端垫高,将小车一端和纸带连接放在长木板上,打开电源,轻推一下小车,纸带打出的点迹是均匀的,说明平衡摩擦力结束了,故A错误;
B.小车靠近打点计时器,细线末端挂上槽码,先接通电源,再释放小车,故B正确;
C.通过增减木块上的砝码改变质量时,不需要重新调节木板倾斜度。因为平衡摩擦力后,有
即
与质量无关,故C错误;
D.打点结束后,先关闭打点计时器,再取下小车上的纸带进行数据处理,故D错误。
故选B。
(2)[2]实验中使用频率为的打点计时器,相邻两个计数点之间还有4个点没有画出,则相邻计数点间的时间间隔为,由中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可得,打点计时器在打下点时小车的速度为
[3]由逐差法有
解得
(3)[4]根据题意,由牛顿第二定律有
可得
可知,图像的斜率表示槽码的重力,则组同学所作的图线为图线①。
[5]图线②中随着增大,与不成正比的原因是随着增大,不再满足槽码质量远远小于小车和砝码的总质量。
12. 用如图1所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出,落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低,钢球落在挡板上时,钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板,重新释放钢球,如此重复,白纸上将留下一系列痕迹点。
(1)下列实验条件必须满足的有__________;
A.斜槽轨道光滑
B.斜槽轨道末段水平
C.挡板高度等间距变化
D.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
(2)为定量研究,建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系:
a。取平抛运动的起始点为坐标原点,将钢球静置于Q点,钢球的球心对应白纸上的位置即为原点;在确定y轴时______(选填“需要”或者“不需要”)y轴与重锤线平行;
b。若遗漏记录平抛轨迹的起始点,也可按下述方法处理数据:如图2所示,在轨迹上取A、B、C三点,AB和BC的水平间距相等且均为x,测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2,则______(选填“大于”、“等于”或者“小于”)。可求得钢球平抛的初速度大小为_________。(已知当地重力加速度为g,结果用上述字母表示)。
(3)为了得到平抛物体的运动轨迹,同学们还提出了以下三种方案,其中不可行的是_________。
A.从细管水平喷出稳定的细水柱,拍摄照片,即可得到平抛运动轨迹
B.用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置,平滑连接各位置,即可得到平抛运动轨迹
C.将铅笔垂直于竖直的白纸板放置,笔尖紧靠白纸板,铅笔以一定初速度水平抛出,将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹
【答案】 ①. BD##DB ②. 需要 ③. 大于 ④. ⑤. C
【解析】
【详解】(1)[1]AD。本实验要求钢球每次从斜槽末端抛出时的速度相同,所以必须每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球,而斜槽轨道是否光滑对上述要求无影响,故A错误,D正确;
B.为使钢球离开斜槽末端后做平抛运动,即钢球离开斜槽末端时速度沿水平方向,斜槽轨道末段必须水平,故B正确;
C.挡板高度决定于钢球所留痕迹点的高度,而每个痕迹点的高度差是否相同对绘图无影响,所以挡板高度不一定等间距变化,故C错误。
故选BD。
(2)[2]因为钢球所挤压的痕迹点是球心的投影点,而所有痕迹点与原点应在同一抛物线上,所以应取钢球的球心对应白纸上的位置为原点。
[3]y轴正方向沿竖直向下,所以需要与重锤线平行。
[4]因为A、B和B、C间水平距离相等,所以A、B和B、C间对应钢球运动的时间相同,设为T,设钢球在A、B点时的竖直分速度大小分别为vAy、vBy,则
所以
[5]根据运动学规律有
解得
钢球平抛的初速度大小为
(3)[6]A。从细管水平喷出稳定的细水柱具有水平初速度,且只受重力作用,可视为平抛运动,拍摄照片,即可得到平抛运动轨迹,故A可行;
B.用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置,平滑连接各位置,即可得到平抛运动轨迹,故B可行;
C.将铅笔抛出后,笔尖与白纸之间将无相互作用力,不可能在纸上留下抛物线痕迹,故C不可行。
本题选不可行的方案,故选C。
四、计算题:本题共3小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13. 消防车的供水系统主要由水泵、输水管道和水枪组成,如图所示,某次消防演练时消防水枪离地高度,建筑物上的着火点A离地高度,水从水枪枪口中水平射出后,恰好击中着火点A,此时水的速度与水平方向的夹角。不计空气阻力,取重力加速度大小,,,求:
(1)水从水枪枪口运动到着火点A的时间t;
(2)水落到着火点A前瞬间的速度大小v;
(3)水枪枪口与着火点A的水平距离x。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)水从水枪枪口运动到着火点A过程中做平抛运动,竖直方向上有
解得
(2)水落到着火点A前瞬间竖直方向上的分速度大小
根据题意有
解得
(3)水的水平方向上的分速度大小
水平方向上的位移
解得
14. 如图所示,在倾角为的斜面上,用沿斜面向上的拉力拉着一质量为6kg的物体向上做匀速直线运动,取,求:
(1)斜面对物体的支持力的大小;
(2)斜面和物体间的摩擦因数。
(3)若拉力的方向变为水平向右,此时想让物体保持沿斜面向上的匀速直线运动,需要将拉力的大小变为多少?
【答案】(1)48N (2)0.5
(3)120N
【解析】
【小问1详解】
对物体受力分析,如图所示
根据平衡条件,在垂直斜面方向可得
【小问2详解】
在沿斜面方向有
解得
根据
解得
【小问3详解】
若拉力的方向变为水平向右,则物体的受力分析,如图所示
根据平衡条件,在沿斜面方向上有
在垂直斜面方向上有
又根据
联立解得
15. 如图甲所示为我国传统民俗文化表演“抡花”活动,祈福来年风调雨顺、免于火灾,已被列入国家级非物质文化遗产。“抡花”原理如图乙所示,快速转动竖直转轴上的手柄AB,带动“花筒”M、N在水平面内转动,筒内烧红的铁片沿轨迹切线飞出,落到地面,形成绚丽的图案。已知,M、N离地高,若手摇AB转动的角速度大小为,不计空气阻力,重力加速度g取,求:
(1)“花筒”M的线速度大小;
(2)“花筒”(内含铁片)质量为时所需向心力大小;
(3)铁片落地点距的距离大小(计算结果可用根号表示)。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)“花筒”M转动的角速度与相同,其线速度大小为
得
(2)“花筒”所需向心力大小为
得
(3)烧红的铁片沿切线飞出后,做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,有
解得
水平方向做匀速直线运动,有
所以,落地点距的距离大小为
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