内容正文:
2024-2025学年第一学期上犹中学南校区高一年级
第二次月考物理试卷
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
一、选择题(本题共10小题,在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;8~10题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。)
1. 下列说法正确的是( )
A. 生活中,杯子放在桌面上受到的弹力是由于杯子发生微小形变而产生的
B. 体积大的物体一定不能看成质点
C. 做匀加速直线运动的物体,其速度一定与时间成正比
D. 如果物体的加速度a的方向与初速度的方向相同,则物体做加速运动
2. 根据海水中的盐分高低可将海水分成不同密度的区域,当潜艇从海水高密度区域驶入低密度区域,浮力顿减。称之为“掉深”。如图甲所示,我国南海舰队某潜艇在高密度海水区域沿水平方向缓慢航行。时,该潜艇“掉深”,随后采取措施自救脱险,在内潜艇竖直方向的图像如图乙所示(设竖直向下为正方向)。则( )
A. 潜艇在时下沉到最低点
B. 潜艇在“掉深”和自救时的位移大小之比为
C. 潜艇竖直向下的最大位移为
D. 潜艇在“掉深”和自救时的加速度大小之比为
3. 汽车以的速度在平直公路上匀速行驶,驾驶员发现正前方斑马线上有行人,刹车礼让,汽车恰好停在斑马线前。假设驾驶员的反应时间为,汽车运动的图像如图所示,下列正确的是( )
A. 在驾驶员反应时间内,汽车行驶的距离为
B. 驾驶员反应时间为
C. 汽车刹车时的加速度大小为
D. 从驾驶员发现情况到汽车停止,共行驶的距离为
4. 2023年7月10日,2023CBA夏季联赛中,段昂君帮助球队以成功拿到“开门红”。如图所示,某轮比赛中段昂君竖直跳起将篮球扣入篮筐中,离地后前一半位移用来完成技术动作,后一半位移用来姿态调整,到达最高点后刚好手臂举起将球扣入篮筐。已知段昂君站立举手能达到的高度为2.55m,起跳后只受重力,篮球筐距地面高度为3.05m,重力加速度g取,篮球可视为质点,则他用于完成技术动作的时间为( )
A. B. C. 1.0s D.
5. 在水平面上,一个质量为的滑块受到一个水平拉力F作用,F随时间变化的关系为,已知前滑块处于静止状态,后滑块开始滑动,滑块与水平面之间的动摩擦因数,g取,由此可知( )
A. 时,滑块所受的摩擦力为零
B. 滑块在水平面上运动时受到的滑动摩擦力为
C. 滑块与水平面之间的最大静摩擦力为
D. 时,滑块受到的摩擦力为
6. 如图所示,质量为m的物体由两根绳子吊在半空中处于静止状态,右侧绳子的另一端固定在高楼的A点且与竖直方向的夹角为,左侧绳子由人拉着且与竖直方向的夹角为,当人不动而缓慢释放绳子,下列说法正确的是( )
A. 两根绳子对物体的合力变大 B. 两绳子的拉力都变小
C. 地面对人的支持力变小 D. 地面对人的摩擦力变大
7. 如图所示,小球A置于固定在水平面上的光滑半圆柱体上,小球B用水平轻弹簧拉着系于竖直板上,两小球A、B通过光滑滑轮O用轻质细线相连,两球均处于静止状态,已知B球质量为m。O点在半圆柱体圆心的正上方,与竖直方向成角,长度与半圆柱体半径相等,与竖直方向成角,已知重力加速度为g,则下列叙述不正确的是( )
A. A球质量为
B. 光滑半圆柱体对A球支持力的大小为
C. 若剪断绳的瞬间,则小球B的加速度是
D. 若小球B缓慢下降,使小球A一直沿着半圆柱体缓慢向上运动,则小球A受到绳的拉力变小
8. 关于加速度,下列说法正确的是( )
A. 加速度为零的物体一定处于静止状态
B. 有加速度的物体,其速度一定增加
C. 物体的速度有变化,则一定具有加速度
D. 加速度越大,则物体速度的变化一定越快
9. 如图所示,轻弹簧下端固定在水平面上,上端放有质量均为的物体a和b,a与竖直墙面接触。系统静止时,弹簧保持竖直状态,在弹性限度内被压缩了。已知,重力加速度g取,则( )
A. α与其他物体间有3对作用力与反作用力 B. 弹簧的劲度系数为
C. b对a的作用力与a的重力是一对平衡力 D. a受到的摩擦力大小为
10. 如图所示,质量均为m的A、B两小球分别用轻质细绳和轻弹簧系在天花板上的O点和点,A、B两小球之间用一轻质细绳连接,细绳、弹簧与竖直方向间的夹角均为θ,细绳水平拉直,则下列有关细绳被剪断瞬间的表述正确的是( )
A. 细绳上拉力与弹簧弹力之比为
B. 细绳上拉力与弹簧弹力之比为
C. A与B的加速度之比为
D. A与B的加速度之比为
二、实验题(本题共2小题,每空2分,共16分。)
11.
(1)某实验小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验,部分装置如图甲所示。
①在某次实验中,其中一只弹簧测力计的指针如图乙所示,则其读数为______N;
②某次实验中,用、表示两个互成角度的力,F表示用平行四边形定则作出的与的合力,表示用一只弹簧测力计拉橡皮筋时的力,则下列选项中符合实验事实的是______;
A.B.
C. D.
③某次实验时,小组同学保持两分力大小不变,任意改变这两个分力的夹角,记录两个分力间的夹角为θ,以及对应的合力为F,作出F与θ的关系图像如图丙所示。则由图可得,这两个分力的合力的最大值为______N。
(2)如图丁所示,该小组为了探究弹簧弹力F和长度x的关系,把弹簧上端固定在铁架台的横杆上,记录弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置。然后在弹簧下端悬挂不同质量的钩码,记录每一次悬挂钩码的质量和弹簧下端的刻度位置。实验中弹簧始终未超过弹性限度。以弹簧受到的弹力F为纵轴、弹簧长度x为横轴建立直角坐标系,依据实验数据作出图像,如图戊所示。由图像可知:弹簧自由下垂时的长度______cm,弹簧的劲度系数______N/m。
12. 甲、乙、丙三个实验小组分别采用如图(甲)、(乙)、(丙)所示的实验装置,验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合力成正比”这一物理规律。已知他们使用的小车完全相同,小车的质量为M,重物的质量为m,试回答下列问题:
①甲、乙、丙实验中,必须平衡小车和长木板之间的摩擦力的实验小组是___________。
A. 甲、乙、丙 B. 甲、乙 C. 甲、丙
②实验时,必须满足“M远大于m”的实验小组是___________。
③实验时,甲、乙、丙三组同学的操作均完全正确,他们作出的a-F图线如图(丁)中A,B,C所示,则甲、乙、丙三组实验对应的图线依次是___________。
三、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. 如图所示,小朋友和雪橇的总质量,绳子与水平方向的夹角,如图所示。当绳子的拉力时,小朋友和雪橇恰能向右做匀速运动,,求:
(1)雪橇受到的支持力N;
(2)雪橇受到的摩擦力f。
14. 一辆值勤警车停在公路边,当警员发现从他旁边以10m/s的速度匀速行驶的货车严重超载时,决定前去追赶,经过5.5s后警车发动起来,并以2.5m/s2的加速度做匀加速直线运动,但警车的行驶速度不能超过90km/h。
(1)从警车发动开始计时,两车经过多长时间相距最远?
(2)警车在追赶货车的过程中,两车相距的最远距离是多少?
(3)警车能否在加速阶段追上货车?(请计算说明)
15. 随着人工智能技术的不断发展,无人机有着非常广阔的应用前景。春播时节,一架携药总质量m=20kg的无人机即将在田间执行喷洒药剂任务,无人机悬停在距一块试验田H1=30m的高空,t=0时刻,它以加速度a1=2m/s2竖直向下匀加速运动h1=9m后,立即向下作匀减速运动直至速度为零,重新悬停,然后水平飞行喷洒药剂。若无人机田间作业时喷洒的安全高度为1m~3m,无人机下降过程中空气阻力恒为20N,求:
(1)无人机从t=0时刻到重新悬停在H2=1m处的总时间t;
(2)无人机在安全高度范围内重新悬停,向下匀减速时能提供最大竖直升力大小;
(3)若无人机在高度H2=3m处悬停时动力系统发生故障,失去竖直升力的时间为,要使其不落地,恢复升力时的最小加速度。
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2024-2025学年第一学期上犹中学南校区高一年级
第二次月考物理试卷
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
一、选择题(本题共10小题,在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;8~10题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。)
1. 下列说法正确的是( )
A. 生活中,杯子放在桌面上受到弹力是由于杯子发生微小形变而产生的
B. 体积大的物体一定不能看成质点
C. 做匀加速直线运动的物体,其速度一定与时间成正比
D. 如果物体的加速度a的方向与初速度的方向相同,则物体做加速运动
【答案】D
【解析】
【详解】A.杯子放在桌面上受到向上的弹力,是由于桌面发生微小形变而产生的,故A错误;
B.物体能否看成质点与物体的体积或者质量没有必然关系,而是看物体的形状体积对我们所研究的问题有没有影响,如果没有影响,那即使体积或质量很大,也可以看成质点,比如研究地球绕太阳运动的快慢,我们可以把地球看成质点,故B错误;
C.做匀加速直线运动的物体,其速度随时间均匀增加,若初速度为零时,速度与时间成正比,若初速度不零时,速度不与时间成正比,故C错误;
D.如果物体的加速度a的方向与初速度的方向相同,则物体做加速运动,故D正确。
故选D。
2. 根据海水中的盐分高低可将海水分成不同密度的区域,当潜艇从海水高密度区域驶入低密度区域,浮力顿减。称之为“掉深”。如图甲所示,我国南海舰队某潜艇在高密度海水区域沿水平方向缓慢航行。时,该潜艇“掉深”,随后采取措施自救脱险,在内潜艇竖直方向的图像如图乙所示(设竖直向下为正方向)。则( )
A. 潜艇在时下沉到最低点
B. 潜艇在“掉深”和自救时位移大小之比为
C. 潜艇竖直向下的最大位移为
D. 潜艇在“掉深”和自救时的加速度大小之比为
【答案】B
【解析】
【详解】AC.在内潜艇竖直方向的图像可知,在向下做匀加速直线运动,向下做匀减速直线运动,则潜艇在时下沉到最低点,潜艇竖直向下的最大位移为
故AC错误;
B.潜艇在“掉深”时做加速运动,自救时做减速运动,位移大小为
则位移的比值为
故B正确;
D.潜艇在“掉深”和自救时的加速度大小之比为
故D错误。
故选B。
3. 汽车以的速度在平直公路上匀速行驶,驾驶员发现正前方斑马线上有行人,刹车礼让,汽车恰好停在斑马线前。假设驾驶员的反应时间为,汽车运动的图像如图所示,下列正确的是( )
A. 在驾驶员反应时间内,汽车行驶的距离为
B. 驾驶员反应时间为
C. 汽车刹车时的加速度大小为
D. 从驾驶员发现情况到汽车停止,共行驶的距离为
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由题意可知驾驶员反应时间为,在驾驶员反应时间内,汽车匀速运动,行驶的距离为
故AB错误;
C.汽车刹车时的加速度大小为
故C错误;
D.汽车刹车阶段行驶的距离为
从驾驶员发现情况到汽车停止,共行驶的距离为
故D正确。
故选D。
4. 2023年7月10日,2023CBA夏季联赛中,段昂君帮助球队以成功拿到“开门红”。如图所示,某轮比赛中段昂君竖直跳起将篮球扣入篮筐中,离地后前一半位移用来完成技术动作,后一半位移用来姿态调整,到达最高点后刚好手臂举起将球扣入篮筐。已知段昂君站立举手能达到的高度为2.55m,起跳后只受重力,篮球筐距地面高度为3.05m,重力加速度g取,篮球可视为质点,则他用于完成技术动作的时间为( )
A. B. C. 1.0s D.
【答案】D
【解析】
【详解】段昂君上升的高度为
上升的时间为t,则
解得
上升过程后半段位移的时间为,则
解得
所以他用于完成技术动作的时间为
故选D。
5. 在水平面上,一个质量为的滑块受到一个水平拉力F作用,F随时间变化的关系为,已知前滑块处于静止状态,后滑块开始滑动,滑块与水平面之间的动摩擦因数,g取,由此可知( )
A. 时,滑块所受的摩擦力为零
B. 滑块在水平面上运动时受到的滑动摩擦力为
C. 滑块与水平面之间的最大静摩擦力为
D. 时,滑块受到的摩擦力为
【答案】B
【解析】
【详解】A.时,滑块静止,所受的静摩擦力等于拉力,即
故A错误;
B.滑块在水平面上运动时受到的滑动摩擦力为
故B正确;
C.时滑块与水平面之间的静摩擦力最大,即
故C错误;
D.时,滑块静止,所受的静摩擦力等于拉力,即
故D错误。
故选B。
6. 如图所示,质量为m的物体由两根绳子吊在半空中处于静止状态,右侧绳子的另一端固定在高楼的A点且与竖直方向的夹角为,左侧绳子由人拉着且与竖直方向的夹角为,当人不动而缓慢释放绳子,下列说法正确的是( )
A. 两根绳子对物体的合力变大 B. 两绳子的拉力都变小
C. 地面对人的支持力变小 D. 地面对人的摩擦力变大
【答案】B
【解析】
【详解】A.两根绳子对物体的合力与重力等大反向,不变。故A错误;
B.对物体受力分析,如图
由相似三角形得
当人不动而缓慢释放绳子,则AC增大,AO不变,OC减小,可知T减小,F减小。故B正确;
C.对人,由平衡条件得
F减小,增大,则N增大。故C错误;
D.对整体有
T减小,减小,则f减小。故D错误。
故选B。
7. 如图所示,小球A置于固定在水平面上的光滑半圆柱体上,小球B用水平轻弹簧拉着系于竖直板上,两小球A、B通过光滑滑轮O用轻质细线相连,两球均处于静止状态,已知B球质量为m。O点在半圆柱体圆心的正上方,与竖直方向成角,长度与半圆柱体半径相等,与竖直方向成角,已知重力加速度为g,则下列叙述不正确的是( )
A. A球质量为
B. 光滑半圆柱体对A球支持力的大小为
C. 若剪断绳的瞬间,则小球B的加速度是
D. 若小球B缓慢下降,使小球A一直沿着半圆柱体缓慢向上运动,则小球A受到绳的拉力变小
【答案】B
【解析】
【详解】AB.如图所示
隔离对B分析,根据共点力平衡得:水平方向有
竖直方向有
则
弹簧弹力为
根据定滑轮的特性知:TOA与TOB相等;对A分析,如图所示,由几何关系可知拉力TOA和支持力N与水平方向的夹角相等,夹角为,则N和TOA相等,有
解得
B错误,A正确;
C.对B球受力分析可知,在剪断瞬间B受到的合力为
根据牛顿第二定律可知:
C正确;
D.根据相似三角形可得
若小球B缓慢下降,使小球A一直沿着半圆柱体缓慢向上运动,由于不断减小,可得小球A受到绳的拉力变小,D正确。
本题选不正确项,故选B。
8. 关于加速度,下列说法正确是( )
A. 加速度为零的物体一定处于静止状态
B. 有加速度的物体,其速度一定增加
C. 物体的速度有变化,则一定具有加速度
D. 加速度越大,则物体速度的变化一定越快
【答案】CD
【解析】
【详解】A.加速度为零的物体可以处于匀速运动状态或者处于静止状态,A错误;
B.有加速度的物体,其速度一定变化,但不一定增加,B错误;
CD.加速度反映了速度变化的快慢,所以物体的速度有变化,则一定具有加速度,CD正确。
故选CD。
9. 如图所示,轻弹簧的下端固定在水平面上,上端放有质量均为的物体a和b,a与竖直墙面接触。系统静止时,弹簧保持竖直状态,在弹性限度内被压缩了。已知,重力加速度g取,则( )
A. α与其他物体间有3对作用力与反作用力 B. 弹簧的劲度系数为
C. b对a的作用力与a的重力是一对平衡力 D. a受到的摩擦力大小为
【答案】AC
【解析】
【详解】ABC.系统静止时,弹簧保持竖直状态,对a、b整体不受墙施加的支持力,根据平衡条件有
解得
可知a物体受到重力、b对a的支持力和摩擦力,处于平衡状态,所以b对a的作用力与a的重力是一对平衡力,α与其他物体间有3对作用力与反作用力,故B错误,AC正确;
D.a物体受力如图所示
根据平衡条件可得a受到的摩擦力大小为
故D错误。
故选AC。
10. 如图所示,质量均为m的A、B两小球分别用轻质细绳和轻弹簧系在天花板上的O点和点,A、B两小球之间用一轻质细绳连接,细绳、弹簧与竖直方向间的夹角均为θ,细绳水平拉直,则下列有关细绳被剪断瞬间的表述正确的是( )
A. 细绳上的拉力与弹簧弹力之比为
B. 细绳上的拉力与弹簧弹力之比为
C. A与B的加速度之比为
D. A与B的加速度之比为
【答案】BC
【解析】
【详解】根据题意,对AB两球受力分析,如下图
对A球,剪断细绳的瞬间,细绳的拉力将发生突变,合力垂直于细绳斜向下,在沿绳方向上由平衡条件有,细绳的拉力大小为
垂直绳方向上,由牛顿第二定律有
解得A球的加速度大小为
对B球,剪断细绳的瞬间,弹簧弹力不变,合力水平向右,竖直方向上由平衡条件可得,则弹簧弹力大小为
水平方向上,由牛顿第二定律有
解得B球的加速度大小
则细绳上的拉力与弹簧弹力之比为
A与B的加速度之比为
故选BC。
二、实验题(本题共2小题,每空2分,共16分。)
11.
(1)某实验小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验,部分装置如图甲所示。
①在某次实验中,其中一只弹簧测力计指针如图乙所示,则其读数为______N;
②某次实验中,用、表示两个互成角度的力,F表示用平行四边形定则作出的与的合力,表示用一只弹簧测力计拉橡皮筋时的力,则下列选项中符合实验事实的是______;
A.B.
C. D.
③某次实验时,小组同学保持两分力大小不变,任意改变这两个分力的夹角,记录两个分力间的夹角为θ,以及对应的合力为F,作出F与θ的关系图像如图丙所示。则由图可得,这两个分力的合力的最大值为______N。
(2)如图丁所示,该小组为了探究弹簧弹力F和长度x的关系,把弹簧上端固定在铁架台的横杆上,记录弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置。然后在弹簧下端悬挂不同质量的钩码,记录每一次悬挂钩码的质量和弹簧下端的刻度位置。实验中弹簧始终未超过弹性限度。以弹簧受到的弹力F为纵轴、弹簧长度x为横轴建立直角坐标系,依据实验数据作出图像,如图戊所示。由图像可知:弹簧自由下垂时的长度______cm,弹簧的劲度系数______N/m。
【答案】(1) ①. 2.10 ②. C ③. 7
(2) ①. 100 ②. 2.00
【解析】
【小问1详解】
[1]根据弹簧测力计的读数规律,该读数为2.10N;
[2]由于F表示用平行四边形定则作出的与的合力,则F必定沿平行四边形的对角线,表示用一只弹簧测力计拉橡皮筋时的力,则必定沿橡皮条拉伸的方向,只有第三个选项符合要求。
故选C。
[3]根据图丙可知
,
合力的最大值
解得
【小问2详解】
[1][2]根据胡克定律有
结合图像有
当F=0时,解得
12. 甲、乙、丙三个实验小组分别采用如图(甲)、(乙)、(丙)所示的实验装置,验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合力成正比”这一物理规律。已知他们使用的小车完全相同,小车的质量为M,重物的质量为m,试回答下列问题:
①甲、乙、丙实验中,必须平衡小车和长木板之间的摩擦力的实验小组是___________。
A. 甲、乙、丙 B. 甲、乙 C. 甲、丙
②实验时,必须满足“M远大于m”的实验小组是___________。
③实验时,甲、乙、丙三组同学的操作均完全正确,他们作出的a-F图线如图(丁)中A,B,C所示,则甲、乙、丙三组实验对应的图线依次是___________。
【答案】 ①. A ②. 甲 ③. C、A、B
【解析】
【详解】① [1](甲)、(乙)、(丙)三个图小车与长木板之间都有摩擦力,为保证小车受到的拉力就是所受的合力,所以都需要平衡摩擦力。
故选A。
②[2](乙)、(丙)两图绳上的力由弹簧测力计和力传感器直接读出,不需要用重物的重力代替,所以不需满足M远大于m,而(甲)图用重物的重力代替绳的拉力,必须满足M远大于m。
③[3](甲)图用重物的重力代替绳子的拉力,需满足M远大于m,随着m的增大,不满足M远大于m时,图象出现弯曲,所以甲组对应的是C;(乙)、(丙)图根据拉力相等时,加速度a乙>a丙,从而判断乙组对应A,丙组对应B。
三、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. 如图所示,小朋友和雪橇的总质量,绳子与水平方向的夹角,如图所示。当绳子的拉力时,小朋友和雪橇恰能向右做匀速运动,,求:
(1)雪橇受到的支持力N;
(2)雪橇受到的摩擦力f。
【答案】(1)480N
(2)240N
【解析】
【小问1详解】
对雪橇受力分析,竖直方向由平衡条件
雪橇受到的支持力
【小问2详解】
雪橇在水平方向受力平衡,则受到的摩擦力
14. 一辆值勤的警车停在公路边,当警员发现从他旁边以10m/s的速度匀速行驶的货车严重超载时,决定前去追赶,经过5.5s后警车发动起来,并以2.5m/s2的加速度做匀加速直线运动,但警车的行驶速度不能超过90km/h。
(1)从警车发动开始计时,两车经过多长时间相距最远?
(2)警车在追赶货车的过程中,两车相距的最远距离是多少?
(3)警车能否在加速阶段追上货车?(请计算说明)
【答案】(1)4s;(2)75 m;(3)见解析
【解析】
【详解】(1)当两车速度相等时,它们的距离最远,设警车发动后经过t1时间两车的速度相等,则
(2) 4s内两车的位移分别为
x货=(t0+t1)×v货=(5. 5+4)×10 m=95 m
所以两车间的最远距离
Δx=x货-x警=75 m
(3)vm=90 km/h=25 m/s,当警车刚达到最大速度时,运动时间
x货1=(t0+t2)×v货=(5. 5+10)×10 m=155 m
因为x货1>x警1,故此时警车尚未追上货车
15. 随着人工智能技术的不断发展,无人机有着非常广阔的应用前景。春播时节,一架携药总质量m=20kg的无人机即将在田间执行喷洒药剂任务,无人机悬停在距一块试验田H1=30m的高空,t=0时刻,它以加速度a1=2m/s2竖直向下匀加速运动h1=9m后,立即向下作匀减速运动直至速度为零,重新悬停,然后水平飞行喷洒药剂。若无人机田间作业时喷洒的安全高度为1m~3m,无人机下降过程中空气阻力恒为20N,求:
(1)无人机从t=0时刻到重新悬停在H2=1m处的总时间t;
(2)无人机在安全高度范围内重新悬停,向下匀减速时能提供的最大竖直升力大小;
(3)若无人机在高度H2=3m处悬停时动力系统发生故障,失去竖直升力的时间为,要使其不落地,恢复升力时的最小加速度。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
分析】
【详解】(1)无人机向下匀加速运动过程
得
无人机减速过程有
得
所以总时间
(2)无人机减速过程有
无人机重新悬停时距试验田的安全高度时,此时加速度a2最大,由
则
无人机向下匀减速运动时,由牛顿第二定律可得
则升力
(3)失去竖直升力后,由牛顿第二定律
恢复动力时
则
联立解得
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