精品解析：河南省驻马店高级中学2024-2025学年高一下学期3月月考物理试题

驻马店市高中2024-2025学年高一下期第三次考试 物理 注意事项： 1．答卷前，请考生务必把自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．作答时，务必将答案写在答题卡上，写在本试卷及草稿纸上无效。 3．考试结束后，将答题卡交回。 4．满分：100分 考试时间：75分钟 一、单选题 （每题4分 共32分） 1. 2025年2月11日17时30分，由航天科技集团五院研制的卫星互联网低轨“02组”卫星，在中国文昌航天发射场发射成功，在离地高度不变的低空轨道上围绕地球做匀速圆周运动。下列关于“02组”卫星的说法正确的是（　　） A. 地球对卫星引力为恒力 B. 卫星的加速度为零 C. 地球引力对卫星不做功 D. 地球引力的功率不为零 2. 最近，一颗编号为“2024YR4”的小行星在网络上引起热议，因为它绕太阳运行的椭圆轨道与地球轨道相交，在未来有可能与地球相撞。一旦撞击地球，威力大约相当于几百颗原子弹爆炸，会给地球造成毁灭性的灾难。地球围绕太阳可近似认为是做匀速圆周运动，已知地球围绕太阳运行的轨道半径与运行周期。关于小行星“2024YR4”，下列说法正确的是（　　） A. 小行星在靠近太阳运行时速率越来越小 B. 太阳位于小行星椭圆轨道中心 C. 已知小行星的运行周期就能计算出它的轨道半长轴 D. 已知小行星的运行周期就能计算出它的轨道半短轴 3. 如图所示，某国产汽车装备了具有“全力自动刹车”功能的城市安全系统。当车速且与前方静止的障碍物之间的距离接近安全距离时，如果司机未采取制动措施，系统就会立即启动“全力自动刹车”，使汽车避免与障碍物相撞。若该车在某路况下“全力自动刹车”的加速度大小为，则该车应设计的安全距离至少为（ ） A. 14.4m B. 10m C. 20m D. 28.8m 4. 若某一系外行星的半径为R，公转半径为r，公转周期为T，宇宙飞船在以系外行星中心为圆心，半径为r1的轨道上绕其做圆周运动的周期为T1，不考虑其他星球的影响。（已知地球的公转半径为R0，公转周期为T0）则有（  ） A. ＝ B. ＝ C. 该系外行星表面重力加速度为 D. 该系外行星的第一宇宙速度为 5. 利用物理图像分析物体的运动情况是常用的分析方法，甲、乙、丙、丁四幅图均是物体做直线运动的图像，下列选项正确的是（　　） A. 甲图图像对应的物体在0~t0时间内的位移大小等于 B. 乙图图像对应的物体的加速度大小为10m/s2 C. 丙图图像对应的物体在第6s末的速度一定为18m/s D. 丁图图像对应的物体在0~2s内的平均速度大小为4m/s 6. 由于中国古代是—个农业社会，农业需要严格了解太阳运行情况，农事完全根据太阳进行，所以在历法中又加入单独反映太阳运行周期的“二十四节气”。已知春分、夏至、秋分和冬至所处的四个位置如图所示，地球沿椭圆形轨道绕太阳运动，下列说法正确的是（　　） A. 地球由春分运行到秋分的时间比由秋分运行到春分的时间长 B. 地球绕太阳公转在夏至和冬至时的线速度大小相等 C. 地球由春分运行到夏至的过程中加速度逐渐增大 D. 开普勒三大定律仅适用于太阳系中行星的运动 7. 2025年1月11日，第二届上海合作组织雪地自行车赛在哈尔滨太阳岛风景区开赛。自行车主要构成部件有前后轮、飞轮、链条、链轮等，其部分示意图如图所示，其中大齿轮（即链轮）、小齿轮（即飞轮）和后轮的半径分别为、和，假设脚踏板的转速为，则该自行车前进的速度大小为（　　） A. 0.84m/s B. 1.68m/s C. 3.36m/s D. 6.72m/s 8. 如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴重合。转台以一定角速度匀速转动，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，此时它和O点的连线与之间的夹角为60°，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ） A. 若此时摩擦力为0，则物块对陶罐的作用力为 B. 若此时摩擦力为0，则物块的线速度为 C. 若转速增加，物块与陶罐间的摩擦力增大 D. 若转速增加，物块将沿罐壁向上滑动 二、多选题（每题6分 共12分） 9. 如图所示，在竖直平面内有一半圆形轨道，半径为1m，为轨道圆心，OB为其水平直径，为竖直半径，半径与水平方向成角。现以O为坐标原点建立直角坐标系，在xOy平面内有一弹射器（图中未画出）可以沿x轴正方向发射速度大小可调弹丸（可看作质点），若要使弹丸垂直撞击轨道P点，弹丸发射点位置坐标可能的是（　　） A. B. C. D. 10. 如图为某炮兵部队在训练中以大小相同的初速度、不同的仰角从水平地面O点发射炮弹，不考虑空气阻力。关于炮弹在空中的运动，下列说法正确的是（　　） A. 仰角越大，炮弹的加速度越大 B. 仰角不同，也有可能落在地面同一位置 C. 仰角时，炮弹的水平射程最远 D. 当炮弹的水平射程最远时，炮弹在空中的时间最长 三、实验题（ 共18分） 11. 用向心力演示器来探究物体做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。两个变速塔轮通过皮带连接，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮1和变速塔轮2匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的弹力提供向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺。标尺上红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值，图示为装置实物图和结构简图。 （1）下列实验的实验方法与探究向心力的大小与质量、角速度和半径的关系实验相同的是（　　） A. 探究平抛运动的特点 B. 探究加速度与力、质量关系 C. 探究两个互成角度的力的合成规律 （2）在探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时可以得到的结果是 。 A. 在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比 B. 在质量和半径一定情况下，向心力的大小与线速度的大小成正比 C. 在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比 D. 在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比 （3）如下图所示，在验证向心力公式的实验中，质量相同的钢球①、②分别放在A盘和B盘的边缘， A、B两盘的半径之比为2∶1，a、b分别是与A盘、B盘同轴的轮，a轮、b轮半径之比为1∶2，当a、b两轮在同一皮带带动下匀速转动时，则a轮与b轮的角速度大小之比为_____________，钢球①、②受到的向心力之比为_____________。 12. 如图甲所示是一个研究向心力大小与哪些因素有关的DIS实验装置的示意图，其中做匀速圆周运动的圆柱体的质量为m，放置在未画出的水平圆盘上，圆周轨道的半径为r，力电传感器测定的是向心力，光电传感器测定的是圆柱体的线速度大小，图乙是在用实验探究向心力F和圆柱体线速度大小v的关系时做出的图像。 （1）在这个实验中，利用了___________（选填“理想实验法”“等效替代法”或“控制变量法”）来研究。 （2）根据乙图可得出向心力F和圆柱体线速度大小v的关系式为___________。 （3）为了研究F与r成反比的关系，实验时除了保持圆柱体质量不变外，还应保持___________不变。 （4）若该实验数据是在保持圆柱体质量不变、半径恒为r=0.1m的条件下得到的，再规范作图得出图线，如乙图所示，则该实验所用圆柱体的质量为___________kg。 四、解答题 13. 如图甲，质量的物体静止在水平面上，物体跟水平面间的动摩擦因数。从时刻起，物体受到一个水平力F的作用而开始运动，F随时间t变化的规律如图乙，6s后撤去拉力F。（取）求： （1）第4s末物体的速度； （2）物体在第4-6秒内运动位移 （3）物体运动过程中拉力F做的功。 14. 如图所示，水平转台上A点放有一个小物体，转台中心O有一个立杆，长度为L的细线一端系住小物体，小物体可看作质点，另一端系在立杆上的B点，细线AB与立杆成角，转台不旋转时细线上没有拉力。小物体与转台之间的动摩擦因数为0.3，重力加速度为g，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。，，求： （1）细线上刚好产生拉力时，小物体随转台转动的角速度； （2）转台对小物体支持力刚好为零时，小物体转动的角速度； （3）当小物体转动的角速度为时烧断细线，小物体落在转台上的C点，求O、C之间的距离。 15. 如图所示，水平转盘可绕竖直中心轴转动，盘上叠放着质量均为1kg的A、B两个物块，B物块用长为0.20m的细线与固定在转盘中心处的力传感器相连，两个物块和传感器的大小均可不计。细线能承受的最大拉力为8N，A、B间的动摩擦因数为0.5，B与转盘间的动摩擦因数为0.18，且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。转盘静止时，细线刚好伸直，传感器的读数为零。当转盘以不同的角速度匀速转动时，传感器上就会显示相应的读数F（g=10m/s2）。 （1）当B与地面之间的静摩擦力达到最大值时，求转盘的角速度； （2）当A与B恰好分离时，求F的大小和转盘的角速度； （3）试通过计算写出关系式。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 驻马店市高中2024-2025学年高一下期第三次考试 物理 注意事项： 1．答卷前，请考生务必把自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．作答时，务必将答案写在答题卡上，写在本试卷及草稿纸上无效。 3．考试结束后，将答题卡交回。 4．满分：100分 考试时间：75分钟 一、单选题 （每题4分 共32分） 1. 2025年2月11日17时30分，由航天科技集团五院研制的卫星互联网低轨“02组”卫星，在中国文昌航天发射场发射成功，在离地高度不变的低空轨道上围绕地球做匀速圆周运动。下列关于“02组”卫星的说法正确的是（　　） A. 地球对卫星引力为恒力 B. 卫星的加速度为零 C. 地球引力对卫星不做功 D. 地球引力的功率不为零 【答案】C 【解析】 【详解】A．卫星离地高度不变，地球对卫星的引力大小不变，但是引力方向是变化的，万有引力不是恒力，故A错误； B．卫星离地高度不变，轨道就是一个正圆，卫星线速度的大小不变，但方向时刻在变，所以存在向心加速度，故B错误； CD．引力方向始终与速度方向垂直，引力不做功，引力的功率为零，故C正确，D错误。 故选C。 2. 最近，一颗编号为“2024YR4”的小行星在网络上引起热议，因为它绕太阳运行的椭圆轨道与地球轨道相交，在未来有可能与地球相撞。一旦撞击地球，威力大约相当于几百颗原子弹爆炸，会给地球造成毁灭性的灾难。地球围绕太阳可近似认为是做匀速圆周运动，已知地球围绕太阳运行的轨道半径与运行周期。关于小行星“2024YR4”，下列说法正确的是（　　） A. 小行星在靠近太阳运行时速率越来越小 B. 太阳位于小行星椭圆轨道的中心 C. 已知小行星的运行周期就能计算出它的轨道半长轴 D. 已知小行星的运行周期就能计算出它的轨道半短轴 【答案】C 【解析】 【详解】A．题目中已经告诉了小行星的运行轨道为椭圆，小行星围绕太阳运行的速度大小是变化的，靠近太阳运行时速率越来越大，远离太阳运行时速率越来越小，故A错误； B．太阳位于椭圆轨道的焦点上而不是位于椭圆轨道的中心，故B错误； CD．因为地球围绕太阳运行的轨道半径和周期已知，根据开普勒第三定律，再知道小行星的运行周期就能计算出它的轨道半长轴，故C正确，D 错误。 故选C。 3. 如图所示，某国产汽车装备了具有“全力自动刹车”功能的城市安全系统。当车速且与前方静止的障碍物之间的距离接近安全距离时，如果司机未采取制动措施，系统就会立即启动“全力自动刹车”，使汽车避免与障碍物相撞。若该车在某路况下“全力自动刹车”的加速度大小为，则该车应设计的安全距离至少为（ ） A. 14.4m B. 10m C. 20m D. 28.8m 【答案】A 【解析】 【详解】为保证刹车安全，设加速度大小为a，此时根据匀变速直线运动规律得安全距离至少为 故选A。 4. 若某一系外行星的半径为R，公转半径为r，公转周期为T，宇宙飞船在以系外行星中心为圆心，半径为r1的轨道上绕其做圆周运动的周期为T1，不考虑其他星球的影响。（已知地球的公转半径为R0，公转周期为T0）则有（  ） A. ＝ B. ＝ C. 该系外行星表面重力加速度为 D. 该系外行星的第一宇宙速度为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．开普勒第三定律 其中k与中心天体有关，系外行星、宇宙飞船、地球做圆周运动的中心天体均不同，故AB错误； C．对宇宙飞船 解得 因飞船的运动半径大于星体的半径，可知星体表面的重力加速度不等于，故C错误； D．对系外行星的近地卫星 解得 故D正确。 故选D。 5. 利用物理图像分析物体的运动情况是常用的分析方法，甲、乙、丙、丁四幅图均是物体做直线运动的图像，下列选项正确的是（　　） A. 甲图图像对应的物体在0~t0时间内的位移大小等于 B. 乙图图像对应的物体的加速度大小为10m/s2 C. 丙图图像对应的物体在第6s末的速度一定为18m/s D. 丁图图像对应物体在0~2s内的平均速度大小为4m/s 【答案】D 【解析】 【详解】A．v-t图像围成的面积表示位移，题中甲图图像对应的物体在0~t0时间内的位移大于，故A错误； B．根据速度与位移之间的关系式 可知题中乙图图像的斜率为 解得 由此可知，题中乙图图像对应的物体的加速度大小为5m/s2，故B错误； C．a-t图像围成的面积对应速度的变化量，题中丙图图像对应的物体在0~6s内的速度变化量为18m/s，由于不知道该物体的初速度大小，因此无法确定该物体在第6s末的速度，故C错误； D．根据运动学公式并结合题中图线可知，题中丁图图像对应的物体的加速度大小4m/s2，初速度为0，0~2s内该物体的位移大小 平均速度大小 故D正确。 故选D。 6. 由于中国古代是—个农业社会，农业需要严格了解太阳运行情况，农事完全根据太阳进行，所以在历法中又加入单独反映太阳运行周期的“二十四节气”。已知春分、夏至、秋分和冬至所处的四个位置如图所示，地球沿椭圆形轨道绕太阳运动，下列说法正确的是（　　） A. 地球由春分运行到秋分的时间比由秋分运行到春分的时间长 B. 地球绕太阳公转在夏至和冬至时的线速度大小相等 C. 地球由春分运行到夏至的过程中加速度逐渐增大 D. 开普勒三大定律仅适用于太阳系中行星的运动 【答案】A 【解析】 【详解】A．由开普勒第二定律知，地球由春分运行到秋分的过程中地球的线速度较小，所以地球由春分运行到秋分的时间比由秋分运行到春分的时间长，故A正确； B．由开普勒第二定律可知地球与太阳连线在相同时间内扫过的面积相同，故近地点和远地点线速度大小不等，故B错误； C．地球由春分点运行到夏至点的过程中与太阳距离增大，根据万有引力定律和牛顿第二定律可知，地球的加速度逐渐减小，故C错误； D．开普勒三大定律不仅适用于太阳系中行星的运动，也适用于宇宙中其他天体的运动，故D错误。 故选A。 7. 2025年1月11日，第二届上海合作组织雪地自行车赛在哈尔滨太阳岛风景区开赛。自行车主要构成部件有前后轮、飞轮、链条、链轮等，其部分示意图如图所示，其中大齿轮（即链轮）、小齿轮（即飞轮）和后轮的半径分别为、和，假设脚踏板的转速为，则该自行车前进的速度大小为（　　） A 0.84m/s B. 1.68m/s C. 3.36m/s D. 6.72m/s 【答案】D 【解析】 【详解】大齿轮转动的角速度为 大齿轮边缘点转动的线速度为 小齿轮边缘点转动的线速度与大齿轮边缘点转动的线速度相等，即 小齿轮和后轮的角速度相等，则 所以自行车前进的速度大小 故选D。 8. 如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴重合。转台以一定角速度匀速转动，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，此时它和O点的连线与之间的夹角为60°，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ） A. 若此时摩擦力为0，则物块对陶罐的作用力为 B. 若此时摩擦力为0，则物块的线速度为 C. 若转速增加，物块与陶罐间的摩擦力增大 D. 若转速增加，物块将沿罐壁向上滑动 【答案】A 【解析】 【详解】AB．若此时摩擦力为0，对物块受力情况如图所示 由上图可知，物块受到的支持力和重力的合力提供物块做圆周运动的向心力，则有， 解得， 故A正确，B错误； CD．若物块所受摩擦力为0时，则有， 解得 若刚开始的转速小于，则物块所受摩擦力方向沿切线方向向上，此时转速增加，则物块与陶罐间的摩擦力减小，物块有向下运动趋势；若刚开始的转速大于，则物块所受摩擦力方向沿切线方向向下，此时转速增加，则物块与陶罐间的摩擦力增大，若继续增大，物块将沿罐壁向上滑动。由题知，刚开始的转速与的大小关系不确定，故物块所受摩擦力的变化情况和物块的运动情况无法确定，故CD错误。 故选A。 二、多选题（每题6分 共12分） 9. 如图所示，在竖直平面内有一半圆形轨道，半径为1m，为轨道圆心，OB为其水平直径，为竖直半径，半径与水平方向成角。现以O为坐标原点建立直角坐标系，在xOy平面内有一弹射器（图中未画出）可以沿x轴正方向发射速度大小可调的弹丸（可看作质点），若要使弹丸垂直撞击轨道P点，弹丸发射点位置坐标可能的是（　　） A. B. C. D. 【答案】ABD 【解析】 【详解】根据题意可知，若弹丸垂直撞击轨道P点，可知弹丸速度与水平方向的夹角为，则有 则抛出点和点连线与水平方向夹角的正切值满足 由几何关系可得， A．若抛出点坐标为，则有，故A正确； B．若抛出点坐标为，则有，故B正确； C．若抛出点坐标为，则有，故C错误； D．若抛出点坐标为，则有，故D正确。 故选ABD。 10. 如图为某炮兵部队在训练中以大小相同的初速度、不同的仰角从水平地面O点发射炮弹，不考虑空气阻力。关于炮弹在空中的运动，下列说法正确的是（　　） A. 仰角越大，炮弹的加速度越大 B. 仰角不同，也有可能落在地面同一位置 C. 仰角时，炮弹的水平射程最远 D. 当炮弹的水平射程最远时，炮弹在空中的时间最长 【答案】BC 【解析】 【详解】A．炮弹在空中运动，只受重力，加速度为重力加速度，恒定不变，故A错误； BC．设炮弹的初速度为，炮弹在空中运动的时间 水平方向 可知当仰角时，炮弹的水平射程最大，炮弹的水平射程最远，当仰角不同时，可能相等，即有可能落在地面同一位置，故BC正确； D．根据可知仰角越大，即趋近，炮弹在空中的时间越长，故D错误。 故选BC。 三、实验题（ 共18分） 11. 用向心力演示器来探究物体做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。两个变速塔轮通过皮带连接，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮1和变速塔轮2匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的弹力提供向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺。标尺上红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值，图示为装置实物图和结构简图。 （1）下列实验的实验方法与探究向心力的大小与质量、角速度和半径的关系实验相同的是（　　） A. 探究平抛运动的特点 B. 探究加速度与力、质量的关系 C. 探究两个互成角度的力的合成规律 （2）在探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时可以得到的结果是 。 A. 在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比 B. 在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度的大小成正比 C. 在半径和角速度一定情况下，向心力的大小与质量成正比 D. 在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比 （3）如下图所示，在验证向心力公式的实验中，质量相同的钢球①、②分别放在A盘和B盘的边缘， A、B两盘的半径之比为2∶1，a、b分别是与A盘、B盘同轴的轮，a轮、b轮半径之比为1∶2，当a、b两轮在同一皮带带动下匀速转动时，则a轮与b轮的角速度大小之比为_____________，钢球①、②受到的向心力之比为_____________。 【答案】（1）B （2）C （3） ① ②. 【解析】 【小问1详解】 探究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间关系，采用的实验方向是控制变量法。 A．探究平抛运动的特点，采用的是等效思想，故A错误； B．探究加速度与力、质量的关系采用的实验方法是控制变量法，故B正确； C．探究两个互成角度的力的合成规律采用的实验方法是等效替代法，故C错误。 故选B 【小问2详解】 根据 AB．可知在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度的平方成正比，向心力的大小与线速度的大小的平方成正比，故AB错误； C．在半径和角速度一定的情况下，心力的大小与质量成正比，故C正确； D．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成正比，故D错误。 故选C。 【小问3详解】 [1]当a、b两轮在同一皮带带动下匀速转动时，a、b两轮边缘处的线速度大小相等，根据 可得a轮与b轮的角速度大小之比为 [2]根据 可知钢球①、②受到的向心力之比为 12. 如图甲所示是一个研究向心力大小与哪些因素有关的DIS实验装置的示意图，其中做匀速圆周运动的圆柱体的质量为m，放置在未画出的水平圆盘上，圆周轨道的半径为r，力电传感器测定的是向心力，光电传感器测定的是圆柱体的线速度大小，图乙是在用实验探究向心力F和圆柱体线速度大小v的关系时做出的图像。 （1）在这个实验中，利用了___________（选填“理想实验法”“等效替代法”或“控制变量法”）来研究。 （2）根据乙图可得出向心力F和圆柱体线速度大小v的关系式为___________。 （3）为了研究F与r成反比的关系，实验时除了保持圆柱体质量不变外，还应保持___________不变。 （4）若该实验数据是在保持圆柱体质量不变、半径恒为r=0.1m的条件下得到的，再规范作图得出图线，如乙图所示，则该实验所用圆柱体的质量为___________kg。 【答案】 ①. 控制变量法 ②. ③. 线速度的大小 ④. 0. 1 【解析】 【分析】 【详解】（1）[1] 该实验运用控制变量法研究物理量的关系。 （2）[2] 由乙图可知，由数学知识得到F-v2图像的斜率 故向心力F和圆柱体速度v的关系是 （3）[3] 根据向心力公式 可知为研究F与r的关系，实验时除保持圆柱体的质量不变外，还应保持不变的物理量是线速度的大小。 （4）[4] 根据向心力公式 与 解得 四、解答题 13. 如图甲，质量的物体静止在水平面上，物体跟水平面间的动摩擦因数。从时刻起，物体受到一个水平力F的作用而开始运动，F随时间t变化的规律如图乙，6s后撤去拉力F。（取）求： （1）第4s末物体的速度； （2）物体在第4-6秒内运动的位移 （3）物体运动过程中拉力F做的功。 【答案】（1）12m/s；（2）24m；（3）336J 【解析】 【详解】（1）由图可知前4s物体的加速度为 m/s2 第4s末物体的速度为 m/s （2）物体在第4-6秒内 =4N 所以物体做匀速直线运动，位移为 m=24m （3）物体在前4s的位移为 m 物体运动过程中拉力F做的功为 J 14. 如图所示，水平转台上A点放有一个小物体，转台中心O有一个立杆，长度为L的细线一端系住小物体，小物体可看作质点，另一端系在立杆上的B点，细线AB与立杆成角，转台不旋转时细线上没有拉力。小物体与转台之间的动摩擦因数为0.3，重力加速度为g，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。，，求： （1）细线上刚好产生拉力时，小物体随转台转动的角速度； （2）转台对小物体支持力刚好为零时，小物体转动的角速度； （3）当小物体转动的角速度为时烧断细线，小物体落在转台上的C点，求O、C之间的距离。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 细线上刚好产生拉力时，小物体随转台转动所需的向心力由最大静摩擦力提供，有 代入相关已知数据，求得角速度 【小问2详解】 转台对小物体支持力刚好为零时，对小物体受力分析有 求得物体转动的角速度 【小问3详解】 小物体转动的角速度为 可知此时物体已经离开转台，设此时细线AB与立杆成角，未烧断细线时，对小物块有 求得 此时小物块做匀速圆周运动的半径为 线速度大小为 烧断细线，小物体做平抛运动，有竖直方向上 水平方向上 落在转台上的C点时，O、C之间的距离 联立，代入数据求得 15. 如图所示，水平转盘可绕竖直中心轴转动，盘上叠放着质量均为1kg的A、B两个物块，B物块用长为0.20m的细线与固定在转盘中心处的力传感器相连，两个物块和传感器的大小均可不计。细线能承受的最大拉力为8N，A、B间的动摩擦因数为0.5，B与转盘间的动摩擦因数为0.18，且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。转盘静止时，细线刚好伸直，传感器的读数为零。当转盘以不同的角速度匀速转动时，传感器上就会显示相应的读数F（g=10m/s2）。 （1）当B与地面之间的静摩擦力达到最大值时，求转盘的角速度； （2）当A与B恰好分离时，求F的大小和转盘的角速度； （3）试通过计算写出关系式。 【答案】(1)； (2)6.4N，； (3)见详解 【解析】 【详解】（1）当B物体将要发生滑动时，对AB物体 有 解得 ω1=3rad/s （2） 当A物体所受的摩擦力大于最大静摩擦力时，A将要脱离B物体，此时角速度由 有 解得 ω2=5rad/s 此时对AB整体有 解得 F=6.4N （3）如（1）（2）问所求 当0≤ω≤ω1 时 F=0 当ω1＜ω≤ω2 时 =0.4ω2-3.6 (N) 当ω2＜ω时，A物体所受的摩擦力大于最大静摩擦力，A脱离B物体，此时只有B物体做匀速圆周运动，有牛顿第二定律有 F+μ1mg=mω2r 当绳子拉力达到最大值时 =7rad/s 所以，当ω2＜ω≤ω3时 F=mω2r－μ1mg=0.2ω2-1.8 (N) 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$