精品解析:内蒙古包头市第九中学等校2024-2025学年高一下学期期中考试物理试卷
2025-07-10
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内容正文:
2024——2025学年度第二学期高一年级期中教学质量检测
物理试卷
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容:人教版必修第二册第五章至第八章第3节。
一、选择题:本题共10小题,共46分。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;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,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. 下列关于曲线运动的说法正确的是( )
A. 两个直线运动的合运动可能为曲线运动
B. 做曲线运动的物体的加速度可能一直为0
C. 做曲线运动的物体所受的合力不可能是恒力
D. 做曲线运动的物体的动能一定发生改变
2. 某物体在做匀速圆周运动,下列说法正确的是( )
A. 该物体受到的合力不一定指向圆心
B. 该物体在相同时间内的速度变化量一定相同
C. 该物体在相同时间内通过的位移一定相同
D. 该物体在相同时间内转过的角度一定相同
3. 下列说法正确的是( )
A. 静止在地球表面上的物体受到地球的作用力有重力和万有引力
B. 开普勒研究了第谷的行星观测记录后归纳出行星运动定律
C. 万有引力只存在于天体之间
D. 引力常量最早由牛顿测量出来
4. 如图所示,汽车雨刮器在转动时,雨刮器上A、B两点绕O点转动。已知B点是A、O两点连线的中点,则A、B两点绕O点转动的线速度大小之比为( )
A. 1∶1 B. 2∶1 C. 1∶2 D. 3∶1
5. 有些鱼会因为产卵、索饵、温度等原因洄游,逆流而上。如图所示,河流某处存在高度差h(未知),小鱼从低处斜向上跃出水面,运动到最高点时恰好冲到高处,此时速度大小。已知小鱼跃出水面时速度方向与水面的夹角为37°,小鱼可视为质点且在空中运动只受重力作用,取重力加速度大小。,,,则h为( )
A. 0.45m B. 0.5m C. 0.6m D. 0.8m
6. C919大型客机是我国首款按照国际通行适航标准自行研制、具有自主知识产权的喷气式中程干线客机。某次测试时,C919大型客机(以下简称“客机”)在平直测试跑道上以大小为a的加速度由静止开始做匀加速直线运动,经时间t客机的功率恰好达到额定功率,之后客机在跑道上继续维持其额定功率运动,直至客机做匀速直线运动。已知客机在跑道上运动时受到的阻力大小是客机受到重力大小的,重力加速度大小为g,则客机在这次测试中的最大速度为( )
A. at B. C. D.
7. 如图所示,倾角为30°、底端为A点的斜面和半径为0.9m的竖直半圆轨道均固定在水平地面上,半圆轨道与水平地面在B点相切。可视为质点、质量为0.1kg的光滑小球以水平向右的初速度冲上半圆轨道,恰好能过半圆轨道的最高点C,在空中运动一段时间后小球恰好垂直击中斜面。取重力加速度大小,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 小球经过C点时的速度大小为m/s
B. 小球击中斜面时的速度大小为m/s
C. 小球从C点飞出到击中斜面的过程中下落的高度为1.35m
D. 小球刚冲上半圆轨道B点时对轨道的压力大小为5N
8. 下列加点的研究对象中一定处于超重状态的是( )
A. 在做平抛运动的小球 B. 荡秋千经过最低点时的儿童
C. 汽车通过拱形桥最高点时,坐在汽车内的乘客 D. 汽车通过凹形路面最低点时,坐在汽车内的乘客
9. 2025年4月19日6时51分,我国在太原卫星发射中心使用长征六号改运载火箭,成功将试验二十七号卫星01星~06星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。已知试验二十七号卫星01星(以下简称卫星)绕地球做匀速圆周运动,其轨道离地球表面的高度为h,地球表面的重力加速度大小为g(不计地球自转的影响),地球的半径为R,下列说法正确的是( )
A. 卫星的向心加速度大小为 B. 卫星的线速度大小为
C. 卫星的线速度可能大于地球的第一宇宙速度 D. 卫星的周期为
10. 如图甲所示,倾角为30°的斜面固定在水平地面上,可视为质点的物块以不同的初动能从斜面底端冲上斜面,物块运动轨迹的最高点与水平地面的高度差为H,H-图像如图乙所示。取重力加速度大小,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 物块的质量为1kg
B. 物块与斜面间的动摩擦因数为
C. 物块沿斜面向上运动时受到的合力大小为25N
D. 若物块以40J的初动能从斜面底端冲上斜面,则物块运动到最高点时的动能为15J
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 小李同学在“探究平抛运动的特点”的实验中,利用频闪照相机拍摄小球做平抛运动的频闪照片,实验装置如图甲所示。
(1)关于本实验的说法正确的是 。
A. 实验时需要确保斜槽轨道光滑
B. 实验时需要确保斜槽轨道末端水平
C. 重复实验时可将小球从不同位置由静止释放
(2)频闪照相机记录了小球做平抛运动的部分轨迹。将照片放大到实际大小后在水平方向和竖直方向建立平面直角坐标系,如图乙所示,A、B、C为小球运动中的3个连续的记录点,A、B和C点的坐标分别为(0,0)、(20.0cm,11.2cm)和(40.0cm,32.2cm)。已知频闪照相机拍照的时间间隔为0.1s,则A点(填“是”或“不是”)__________小球的抛出点,重力加速度大小g=__________,小球的初速度大小v=__________m/s。(后两空均保留两位有效数字)
12. 某小组用如图所示的实验装置探究合力做功与动能变化量的关系。他们在气垫导轨上的B处安装了一个光电门,在滑块上固定一遮光条,将滑块用细线连接,使细线绕过气垫导轨左端的光滑定滑轮后与力传感器(质量忽略不计)相连,力传感器下方悬挂钩码,调节导轨水平,接通气源,每次都将滑块从气垫导轨上的A处由静止释放。实验时测出含遮光条的滑块质量为M、遮光条的宽度为d,力传感器测出细线上的拉力大小为F,释放滑块时遮光条到光电门的距离为L,滑块经过光电门时遮光条的遮光时间为t。
(1)本实验以含遮光条的滑块为研究对象,因此钩码的质量__________(填“需要”或“不需要”)远小于滑块的质量。
(2)滑块经过光电门时的速度大小v=__________。从释放滑块到滑块经过光电门的过程中,滑块受到的合力做的功W=__________,滑块的动能变化量=__________。(均用题目中给定的物理量符号表示)
(3)处理实验数据时发现W始终略大于,造成这一误差的原因可能是____________________。(写出一条即可)
13. 2025年3月26日23时55分,我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭,成功将天链二号04星发射升空,卫星顺利进入预定轨道。假设天链二号04星在发射过程中某阶段绕地球做椭圆运动,如图所示,P、Q点分别为该椭圆轨道上的近地点、远地点。已知地球半径为R、P、Q点到地球中心的距离分别为R、7R,天链二号04星从P点第一次运动到Q点的时间间隔为t,引力常量为G。求:
(1)绕地球做圆周运动的近地卫星(轨道半径近似为R)的运行周期T;
(2)地球的第一宇宙速度大小和质量M。
14. 如图所示,圆心为O、半径R=0.2m的光滑圆环静置在竖直平面内。穿过圆环最高点处光滑小孔的弹性轻绳一端固定在水平天花板上的A点,另一端连接着可视为质点的小球(穿在圆环上)。当圆环以为轴做匀速圆周运动时,小球在B点处相对于圆环静止且对圆环的作用力为O,连接小球到小孔段的轻绳与竖直方向的夹角。已知A点到小孔的距离等于轻绳的原长,轻绳上的弹力满足胡克定律且轻绳始终在弹性限度内,小球的质量m=1.6kg,取重力加速度大小,,。求:
(1)轻绳的劲度系数k;
(2)小球的向心加速度大小;
(3)小球的线速度大小v。
15. 如图所示,圆心为、半径的光滑圆弧轨道AB与水平轨道在B点平滑连接,圆心为、半径的光滑圆弧轨道CD与水平轨道在C点处相切,圆心为、半径可调整的光滑圆弧轨道.与圆弧轨道CD在D点处相切,、E点的连线竖直。可视为质点、质量m=0.5kg的物块从A点由静止开始运动,物块能贴着圆弧轨道运动至D点。已知,B、C点间的距离L=1m,取重力加速度大小,,。求:
(1)物块经过圆弧轨道上的B点时对圆弧轨道的压力大小;
(2)物块与水平轨道间的动摩擦因数的取值范围;
(3)当物块与水平轨道间的动摩擦因数,且物块能通过圆弧轨道上的E点时,圆弧轨道DE的最大半径。
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2024——2025学年度第二学期高一年级期中教学质量检测
物理试卷
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容:人教版必修第二册第五章至第八章第3节。
一、选择题:本题共10小题,共46分。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;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,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. 下列关于曲线运动的说法正确的是( )
A. 两个直线运动的合运动可能为曲线运动
B. 做曲线运动的物体的加速度可能一直为0
C. 做曲线运动的物体所受的合力不可能是恒力
D. 做曲线运动的物体的动能一定发生改变
【答案】A
【解析】
【详解】A.两个直线运动的合运动可能为曲线运动。例如平抛运动中,水平匀速直线运动和竖直自由落体运动的合运动为曲线,故A正确;
B.物体做曲线运动必有加速度(合力不为零),否则物体将保持匀速直线运动,故B错误;
C.曲线运动的合力可以是恒力,如平抛运动中合力为重力(恒力),故C错误;
D.曲线运动的动能不一定改变,如匀速圆周运动中速率不变,动能不变,故D错误。
故选A。
2. 某物体在做匀速圆周运动,下列说法正确的是( )
A. 该物体受到的合力不一定指向圆心
B. 该物体在相同时间内的速度变化量一定相同
C. 该物体在相同时间内通过的位移一定相同
D. 该物体在相同时间内转过的角度一定相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.匀速圆周运动的合力提供向心力,方向始终指向圆心,故A错误;
B.速度变化量,向心加速度方向不断变化,因此方向不一定相同,故B错误;
C.位移是矢量,方向随物体位置变化,相同时间内位移方向不一定能够相同,故C错误;
D.匀速圆周运动的角速度恒定,转过的角度,相同时间相同,故D正确。
故选D。
3. 下列说法正确的是( )
A. 静止在地球表面上的物体受到地球的作用力有重力和万有引力
B. 开普勒研究了第谷的行星观测记录后归纳出行星运动定律
C. 万有引力只存在于天体之间
D. 引力常量最早由牛顿测量出来
【答案】B
【解析】
【详解】A.静止在地球表面的物体受地球的万有引力和地面的支持力,而重力是万有引力的分力,另一分力为向心力,二者不是独立存在的力,故A错误;
B.开普勒基于第谷的观测数据总结出行星运动定律,故B正确;
C.万有引力存在于所有有质量的物体之间,并非仅天体之间,故C错误;
D.引力常量由卡文迪许首次测得,而非牛顿,故D错误。
故选B。
4. 如图所示,汽车雨刮器在转动时,雨刮器上A、B两点绕O点转动。已知B点是A、O两点连线的中点,则A、B两点绕O点转动的线速度大小之比为( )
A. 1∶1 B. 2∶1 C. 1∶2 D. 3∶1
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意可知、两点做同轴转动,转动半径之比为,根据可知A、B两点绕O点转动的线速度大小之比为。
故选B。
5. 有些鱼会因为产卵、索饵、温度等原因洄游,逆流而上。如图所示,河流某处存在高度差h(未知),小鱼从低处斜向上跃出水面,运动到最高点时恰好冲到高处,此时速度大小。已知小鱼跃出水面时速度方向与水面的夹角为37°,小鱼可视为质点且在空中运动只受重力作用,取重力加速度大小。,,,则h为( )
A. 0.45m B. 0.5m C. 0.6m D. 0.8m
【答案】A
【解析】
【详解】根据几何关系
竖直方向根据速度位移关系
联立可得
故选A。
6. C919大型客机是我国首款按照国际通行适航标准自行研制、具有自主知识产权的喷气式中程干线客机。某次测试时,C919大型客机(以下简称“客机”)在平直测试跑道上以大小为a的加速度由静止开始做匀加速直线运动,经时间t客机的功率恰好达到额定功率,之后客机在跑道上继续维持其额定功率运动,直至客机做匀速直线运动。已知客机在跑道上运动时受到的阻力大小是客机受到重力大小的,重力加速度大小为g,则客机在这次测试中的最大速度为( )
A. at B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】当客机匀速运动时,牵引力等于阻力,此时速度最大。设最大速度为,额定功率为,阻力
则
匀加速阶段,加速度为,牵引力满足牛顿第二定律
可得
匀加速结束时速度为
此时功率达到额定,即
将和代入的表达式可得
化简得
故选C。
7. 如图所示,倾角为30°、底端为A点的斜面和半径为0.9m的竖直半圆轨道均固定在水平地面上,半圆轨道与水平地面在B点相切。可视为质点、质量为0.1kg的光滑小球以水平向右的初速度冲上半圆轨道,恰好能过半圆轨道的最高点C,在空中运动一段时间后小球恰好垂直击中斜面。取重力加速度大小,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 小球经过C点时的速度大小为m/s
B. 小球击中斜面时的速度大小为m/s
C. 小球从C点飞出到击中斜面的过程中下落的高度为1.35m
D. 小球刚冲上半圆轨道B点时对轨道的压力大小为5N
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据题意可知小球经过C点时由重力提供向心力
解得小球经过C点时的速度大小,故A错误;
B.设小球击中斜面时速度为,根据几何关系有
可得小球击中斜面时的速度大小,故B错误;
C.小球击中斜面时竖直方向的速度
竖直方向根据位移速度关系
解得小球从C点飞出到击中斜面的过程中下落的高度,故C正确;
D.小球从点到点,根据机械能守恒定律
小球在点,根据牛顿第二定律
根据牛顿第三定律可得小球刚冲上半圆轨道B点时对轨道的压力大小
联立解得
故D错误。
故选C。
8. 下列加点的研究对象中一定处于超重状态的是( )
A. 在做平抛运动的小球 B. 荡秋千经过最低点时的儿童
C. 汽车通过拱形桥最高点时,坐在汽车内的乘客 D. 汽车通过凹形路面最低点时,坐在汽车内的乘客
【答案】BD
【解析】
【详解】A.在做平抛运动的小球其加速度竖直向下,处于失重状态,故A不符合题意;
B.荡秋千经过最低点时的儿童其加速度竖直向上,处于超重状态,故B符合题意;
C.汽车通过拱形桥最高点时,坐在汽车内的乘客竖直方向有向下的加速度,处于失重状态,故C不符合题意;
D.汽车通过凹形路面最低点时,坐在汽车内的乘客竖直方向有向上的加速度,处于超重状态,故D符合题意。
故选BD。
9. 2025年4月19日6时51分,我国在太原卫星发射中心使用长征六号改运载火箭,成功将试验二十七号卫星01星~06星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。已知试验二十七号卫星01星(以下简称卫星)绕地球做匀速圆周运动,其轨道离地球表面的高度为h,地球表面的重力加速度大小为g(不计地球自转的影响),地球的半径为R,下列说法正确的是( )
A. 卫星的向心加速度大小为 B. 卫星的线速度大小为
C. 卫星的线速度可能大于地球的第一宇宙速度 D. 卫星的周期为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据万有引力提供向心力有
得
在地球表面物体所受重力等于万有引力,有
得
故卫星的向心加速度大小为,故A错误;
B.由
得,故B正确;
C.第一宇宙速度是最大环绕速度,故卫星的线速度不可能大于地球的第一宇宙速度,故C错误;
D.卫星的周期为,故D正确。
故选BD。
10. 如图甲所示,倾角为30°的斜面固定在水平地面上,可视为质点的物块以不同的初动能从斜面底端冲上斜面,物块运动轨迹的最高点与水平地面的高度差为H,H-图像如图乙所示。取重力加速度大小,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 物块的质量为1kg
B. 物块与斜面间的动摩擦因数为
C. 物块沿斜面向上运动时受到的合力大小为25N
D. 若物块以40J的初动能从斜面底端冲上斜面,则物块运动到最高点时的动能为15J
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.若最高点仍在斜面上,根据能量守恒,有
整理得
则图像斜率应相同,由图可知,当Ek1=20J时,物块恰好运动到斜面顶端,有
当Ek2=40J时,物块已离开斜面,从离开斜面到最高点可逆向为一个平抛运动,设离开斜面时速度为v2
有
解得,,
根据能量守恒,有
联立解得,,故A正确,B错误;
C.对物块受力分析,有合力,故C错误;
D.Ek2=40J的物块运动到最高点,只剩余水平速度,此时动能,故D正确。
故选AD。
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 小李同学在“探究平抛运动的特点”的实验中,利用频闪照相机拍摄小球做平抛运动的频闪照片,实验装置如图甲所示。
(1)关于本实验的说法正确的是 。
A. 实验时需要确保斜槽轨道光滑
B. 实验时需要确保斜槽轨道末端水平
C. 重复实验时可将小球从不同位置由静止释放
(2)频闪照相机记录了小球做平抛运动的部分轨迹。将照片放大到实际大小后在水平方向和竖直方向建立平面直角坐标系,如图乙所示,A、B、C为小球运动中的3个连续的记录点,A、B和C点的坐标分别为(0,0)、(20.0cm,11.2cm)和(40.0cm,32.2cm)。已知频闪照相机拍照的时间间隔为0.1s,则A点(填“是”或“不是”)__________小球的抛出点,重力加速度大小g=__________,小球的初速度大小v=__________m/s。(后两空均保留两位有效数字)
【答案】(1)B (2) ①. 不是 ②. 9.8 ③. 2.0
【解析】
【小问1详解】
A.斜槽轨道是否光滑不影响小球做平抛运动的初速度,只要每次从同一位置由静止释放,就能保证初速度相同,故A错误;
B.斜槽轨道末端水平,小球离开轨道后才做平抛运动(水平方向匀速,竖直方向自由落体),故B正确;
C.重复实验时,为保证小球每次平抛初速度相同,应从同一位置由静止释放,故C错误。
故选B。
【小问2详解】
[1]若A点是小球的抛出点,则在竖直方向上满足连续相等时间内位移比为1∶3∶5...,根据数据可知
故A点不是小球的抛出点。
[2]对小球,竖直方向有
其中t=0.1s,代入解得
[3]根据平抛运动规律可知小球的初速度大小
12. 某小组用如图所示的实验装置探究合力做功与动能变化量的关系。他们在气垫导轨上的B处安装了一个光电门,在滑块上固定一遮光条,将滑块用细线连接,使细线绕过气垫导轨左端的光滑定滑轮后与力传感器(质量忽略不计)相连,力传感器下方悬挂钩码,调节导轨水平,接通气源,每次都将滑块从气垫导轨上的A处由静止释放。实验时测出含遮光条的滑块质量为M、遮光条的宽度为d,力传感器测出细线上的拉力大小为F,释放滑块时遮光条到光电门的距离为L,滑块经过光电门时遮光条的遮光时间为t。
(1)本实验以含遮光条的滑块为研究对象,因此钩码的质量__________(填“需要”或“不需要”)远小于滑块的质量。
(2)滑块经过光电门时的速度大小v=__________。从释放滑块到滑块经过光电门的过程中,滑块受到的合力做的功W=__________,滑块的动能变化量=__________。(均用题目中给定的物理量符号表示)
(3)处理实验数据时发现W始终略大于,造成这一误差的原因可能是____________________。(写出一条即可)
【答案】(1)不需要 (2) ①. ②. FL ③.
(3)细线未与气垫导轨平行、气垫导轨左侧高于右侧
【解析】
【小问1详解】
细线的拉力直接由拉力传感器读出,钩码只是起到提供拉力的作用,因此钩码的质量不需要远小于滑块的质量。
【小问2详解】
[1] 滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度为;
[2]拉力做的功为拉力和位移的乘积,即;
[3]动能的变化量
【小问3详解】
可能原因是阻力做功不为零,可能是细线未与气垫导轨平行、气垫导轨左侧高于右侧或滑块和气垫导轨之间有摩擦阻力。
13. 2025年3月26日23时55分,我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭,成功将天链二号04星发射升空,卫星顺利进入预定轨道。假设天链二号04星在发射过程中某阶段绕地球做椭圆运动,如图所示,P、Q点分别为该椭圆轨道上的近地点、远地点。已知地球半径为R、P、Q点到地球中心的距离分别为R、7R,天链二号04星从P点第一次运动到Q点的时间间隔为t,引力常量为G。求:
(1)绕地球做圆周运动的近地卫星(轨道半径近似为R)的运行周期T;
(2)地球的第一宇宙速度大小和质量M。
【答案】(1)
(2),
【解析】
【小问1详解】
天链二号04星做椭圆运动的周期,椭圆轨道的半长轴
根据开普勒第三定律有
解得。
【小问2详解】
根据第一宇宙速度的定义有
解得
设近地卫星的质量为m,则有
解得
14. 如图所示,圆心为O、半径R=0.2m的光滑圆环静置在竖直平面内。穿过圆环最高点处光滑小孔的弹性轻绳一端固定在水平天花板上的A点,另一端连接着可视为质点的小球(穿在圆环上)。当圆环以为轴做匀速圆周运动时,小球在B点处相对于圆环静止且对圆环的作用力为O,连接小球到小孔段的轻绳与竖直方向的夹角。已知A点到小孔的距离等于轻绳的原长,轻绳上的弹力满足胡克定律且轻绳始终在弹性限度内,小球的质量m=1.6kg,取重力加速度大小,,。求:
(1)轻绳的劲度系数k;
(2)小球的向心加速度大小;
(3)小球的线速度大小v。
【答案】(1)k=62.5N/m
(2)
(3)v=1.2m/s
【解析】
【小问1详解】
对小球受力分析,竖直方向上有
由胡克定律有
其中
解得
【小问2详解】
对小球受力分析,水平方向上有
解得
【小问3详解】
由向心加速度公式有
其中
解得
15. 如图所示,圆心为、半径的光滑圆弧轨道AB与水平轨道在B点平滑连接,圆心为、半径的光滑圆弧轨道CD与水平轨道在C点处相切,圆心为、半径可调整的光滑圆弧轨道.与圆弧轨道CD在D点处相切,、E点的连线竖直。可视为质点、质量m=0.5kg的物块从A点由静止开始运动,物块能贴着圆弧轨道运动至D点。已知,B、C点间的距离L=1m,取重力加速度大小,,。求:
(1)物块经过圆弧轨道上的B点时对圆弧轨道的压力大小;
(2)物块与水平轨道间的动摩擦因数的取值范围;
(3)当物块与水平轨道间的动摩擦因数,且物块能通过圆弧轨道上的E点时,圆弧轨道DE的最大半径。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
物块从A点运动到B点,由动能定理有
物块经过圆弧轨道上的B点时有
由牛顿第三定律有
解得
【小问2详解】
设物块与水平轨道间的动摩擦因数为时,物块运动到C点时的速度为0,则有
解得
设物块与水平轨道间的动摩擦因数为时,物块贴着圆弧轨道运动到D点时的速度大小为,物块对轨道的压力为0,则有
物块从B点运动到D点有
解得
因此物块与水平轨道间的动摩擦因数的取值范围为。
【小问3详解】
物块从B点运动到D点有
解得
设圆弧轨道的半径为时,物块恰好通过圆弧轨道上的E点,则有
由动能定理有
解得
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