精品解析:安徽省池州市贵池区2024-2025学年高一下学期4月期中物理试题
2025-07-31
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2份
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25页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 安徽省 |
| 地区(市) | 池州市 |
| 地区(区县) | 贵池区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.09 MB |
| 发布时间 | 2025-07-31 |
| 更新时间 | 2025-09-11 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-07-31 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53295724.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
贵池区2024-2025学年度第二学期期中教学质量检测
高一物理试题
(满分:100分 时间:75分钟)
注意事项:
1、答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2、选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色签字笔书写,字体工整、笔迹清晰。
3、请按题号顺序在各题答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
4、保持答题卡卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
5、考试结束后,将答题卡统一交回。
一、单选题(4*8=32分)
1. 用频闪照片(每隔相同时间拍一次照)记录一皮球在空中的运动情况如图所示,则该过程中气球所受合力方向大致是( )
A. 左偏上 B. 左偏下 C. 右偏上 D. 右偏下
2. 一物体在以xoy为直角坐标系的平面上运动,其运动位置坐标与时间t的规律为,(式中的物理量单位均为国际单位)。关于物体的运动,下列说法正确的是( )
A. 物体在x轴方向上做匀减速直线运动
B. 物体在y轴方向上的加速度为2m/s2
C. t=0时刻,物体的速度为5m/s
D. 物体运动的轨迹是一条直线
3. 自行车转弯时,可近似看成自行车绕某个定点O(图中未画出)做圆周运动,如图所示为自行车转弯时的俯视图,自行车前、后两轮轴A、B相距L,虚线表示两轮转弯的轨迹,OB距离为L,前轮所在平面与车身夹角θ=30°,此时轮轴B的速度大小v2=3m/s.则轮轴A的速度v1大小为
A. m/s
B. 2m/s
C. m/s
D 3m/s
4. 在水平路面上骑摩托车的人,遇到一个壕沟,其数据如图所示。摩托车后轮离开地面后失去动力,可以视为做平抛运动。摩托车后轮落到壕沟对面才算安全。()。则摩托车安全越过这个壕沟的最小速度为( )。
A B. C. D.
5. 里约奥运会我国女排获得世界冠军,女排队员“重炮手”朱婷某次发球如图所示,朱婷站在底线的中点外侧,球离开手时正好在底线中点正上空3.04m处,速度方向水平且在水平方向可任意调整.已知每边球场的长和宽均为9m,球网高2.24m,不计空气阻力,重力加速度.为了使球能落到对方场地,下列发球速度大小可行的是
A. 22m/s B. 23m/s
C. 25m/s D. 28m/s
6. 《天工开物》少儿百科中介绍了古法制糖工艺,用糖车挤压甘蔗收集汁水,其简化模型的俯视平面图如图所示。手柄上的A点到转动轴轴心O点的距离为4R,两个半径为R的圆柱体表面有两个点B和C,则A、B、C三点的线速度大小之比为( )
A. 1∶4∶1 B. 1∶4∶4 C. 4∶1∶1 D. 4∶1∶4
7. 平天湖上两艘快艇A、B在湖面上做匀速圆周运动,在相同的时间内,他们通过的路程之比,运动方向改变的角度之比,它们的向心加速度之比是( )
A. B. C. D.
8. 2025年2月28日晚,天空中出现了罕见的“七星连珠”天象,“七星连珠”是指太阳系中的七颗行星运动到了太阳同一侧且恰好都与太阳排列在同一条直线上。地球绕太阳公转的平均轨道半径在天文学上被称作一个天文单位,已知火星绕太阳公转的轨道半径约为1.5个天文单位, 则发生地球、火星二星连珠间隔的时间最短为( )
A. 年 B. 年
C. 年 D. 年
二、多选题(10分)
9. 如图所示,人在岸上拉船,已知船的质量为m,水的阻力恒为Ff,当轻绳与水平面的夹角为时,船的速度为v,此时人的拉力大小为F,则此时( )
A. 人拉绳行走的速度为 B. 人拉绳行走的速度为
C. 船的加速度为 D. 船的加速度为
10. 如图所示,质量均为m的两个小球A、B套在光滑水平直杆P上,整个直杆被固定在竖直转轴上,并保持水平,两球间用劲度系数为k,自然长度为L的轻质弹簧连接在一起,A球被轻质细绳拴在竖直转轴上,细绳长度也为L,现欲使横杆AB随竖直转轴一起在水平面内匀速转动,其角速度为,求当弹簧长度稳定后,细绳的拉力和弹簧的总长度各为多大?( )
A. 细绳的拉力为 B. 弹簧总长度为
C. 细绳的拉力为 D. 弹簧总长度为
三、实验题
11. 小明采用如图甲所示的实验装置研究平抛运动规律,实验装置放置在水平桌面上,利用光电门传感器和碰撞传感器可以测得小球的水平初速度v0和飞行时间t,底板上的标尺可以测得水平位移d。
(1)实验中斜槽轨道末端的切线必须是水平的,这样做的目的是______
A. 保证小球运动的轨迹是一条抛物线
B. 保证小球飞出时,速度沿水平方向
C. 保证小球在空中运动时的加速度为g
D. 保证小球飞出时,速度既不太大,也不太小
(2)实验中,以下哪些操作可能引起实验误差______
A. 安装斜槽时,斜槽末端切线方向不水平
B. 没有从轨道同一位置释放小球
C. 斜槽不是光滑
D. 空气阻力对小球运动有较大影响
(3)保持水平槽口距底板的高度h=0.420m不变,改变小球在斜槽轨道上下滑的起始位置,测出小球做平抛运动的初速度v0、飞行时间t和水平位移d,记录在表中。
v0(m/s)
0.741
1.034
1.318
1.584
t(s)
292.7
293.0
292.8
2929
d(cm)
21.7
30.3
38.6
46.4
由表中数据可知,在实验误差允许的范围内,当h一定时,以下说法正确的是( )
A. 落地点的水平距离d与初速度v0大小成反比
B. 落地点的水平距离d与初速度v0大小成正比
C. 飞行时间t与初速度v0大小无关
D. 飞行时间t与初速度v0大小成正比
(4)小华同学在实验装置的后面竖直放置一块贴有白纸和复写纸的木板,图乙是实验中小球从斜槽上不同位置释放获得的两条轨迹,图线①所对应的小球在斜槽上释放的位置______(选填“较低”或“较高”);
(5)小华同学接着用方格纸做实验,若小球在某次平抛运动中先后经过的三个位置a、b、c如图丙所示,已知小方格的边长L=1dm,取g=10m/s2,则小球在b点的速度大小为______m/s。(结果保留两位有效数字)
12. 小吴同学用如图甲所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系,塔轮自上而下有三层,每层左右半径之比由上至下分别是1∶1、2∶1和3∶1(如图乙所示)。左右塔轮通过不打滑的传动皮带连接,并可通过改变传动皮带所处的层来改变左右塔轮的角速度之比,实验时,将两个小球分别放在短槽的处和长槽的(或)处,、分别到左右塔轮中心的距离相等,到左塔轮中心的距离是到左塔轮中心距离的2倍,转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮一起匀速转动,槽内的小球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对小球的压力提供了向心力,小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,标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。请回答下面问题:
(1)在某次实验中,小吴同学把两个质量相等的钢球放在、位置,将传动皮带调至第一层塔轮,转动手柄,观察左右标尺的刻度,此时可研究向心力的大小与______的关系。
A. 质量 B. 角速度 C. 半径
(2)若传动皮带套在塔轮第三层,则塔轮转动时,、两处的角速度之比为______。
(3)在另一次实验中,小吴同学把两个质量相等的钢球放在、位置。传动皮带位于第二层,转动手柄,则当塔轮匀速转动时,左右两标尺露出的格子数之比为______。
四、解答题
13. 我国在2008年10月24日发射了“嫦娥一号”探月卫星.同学们也对月球有了更多的关注.
(1)若已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,月球绕地球运动的周期为T,月球绕地球的运动可近似看作匀速圆周运动,试求月球绕地球运动的轨道半径.
(2)若宇航员随登月飞船登陆月球后,在月球表面某处以速度竖直向上抛出一个小球,经过时间t,小球落回抛出点.已知月球半径为r,万有引力常量为G,试求出月球的质量
14. 如图所示,在地面上方处有一以的速度顺时针方向转动的传送带,传送带滑轮的半径很小(大小可忽略),两端点A、B间的距离,一小物块的质量为,与传送带间的动摩擦因数。现将小物块轻放在A端,最终小物块落到地面上的D点,g取。求:
(1)小物块从A端运动到B端的时间;
(2)小物块由B端飞出到落地这一过程的水平位移大小。
15. 如图所示,半径为的半球形陶罐,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的对称轴重合。转台以一定角速度匀速转动,一质量为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。
(1)此时小物块受到摩擦力恰好为0,且它和点的连线与之间的夹角为,重力加速度为。求转台转动的角速度;
(2)保持物块以第(1)问位置不变,以角速度值转动,求小物块所受摩擦力的大小和方向;
(3)若转台静止不动,小滑块沿圆弧下滑过程经(1)题中该点位置时速率为,求小物块在该点对轨道的压力大小。
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贵池区2024-2025学年度第二学期期中教学质量检测
高一物理试题
(满分:100分 时间:75分钟)
注意事项:
1、答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2、选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色签字笔书写,字体工整、笔迹清晰。
3、请按题号顺序在各题答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
4、保持答题卡卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
5、考试结束后,将答题卡统一交回。
一、单选题(4*8=32分)
1. 用频闪照片(每隔相同时间拍一次照)记录一皮球在空中的运动情况如图所示,则该过程中气球所受合力方向大致是( )
A. 左偏上 B. 左偏下 C. 右偏上 D. 右偏下
【答案】D
【解析】
【详解】ABCD.根据做曲线运动的物体所受合力的方向指向物体轨迹的凹侧可知,气球所受合力的方向应指向小球的右偏下,D正确,ACD错误;
故选D。
2. 一物体在以xoy为直角坐标系的平面上运动,其运动位置坐标与时间t的规律为,(式中的物理量单位均为国际单位)。关于物体的运动,下列说法正确的是( )
A. 物体在x轴方向上做匀减速直线运动
B. 物体在y轴方向上的加速度为2m/s2
C. t=0时刻,物体速度为5m/s
D. 物体运动的轨迹是一条直线
【答案】D
【解析】
【详解】A.把和 对比得 , ,加速度与初速度同向,所以物体在x轴方向上做匀加速直线运动,A错误;
B.把和 对比得 , ,B错误;
C.t=0时刻,物体的速度为
C错误;
D.初速度与水平方向的夹角为
加速度与水平方向的夹角为
解得 ,则加速度与初速度方向相同,轨迹是一条直线,D正确。
故选D
3. 自行车转弯时,可近似看成自行车绕某个定点O(图中未画出)做圆周运动,如图所示为自行车转弯时的俯视图,自行车前、后两轮轴A、B相距L,虚线表示两轮转弯的轨迹,OB距离为L,前轮所在平面与车身夹角θ=30°,此时轮轴B的速度大小v2=3m/s.则轮轴A的速度v1大小为
A. m/s
B. 2m/s
C. m/s
D. 3m/s
【答案】B
【解析】
【详解】过A和B分别作车轮的垂线,两线的交点即为O点.
根据两轮沿车身方向的速度相等得:
,
所以
,
A.,而所给答案为m/s,A错误;
B.,而所给答案为2m/s,B正确;
C.,而所给答案为m/s,C错误;
D.,而所给答案为3m/s,D错误.
4. 在水平路面上骑摩托车的人,遇到一个壕沟,其数据如图所示。摩托车后轮离开地面后失去动力,可以视为做平抛运动。摩托车后轮落到壕沟对面才算安全。()。则摩托车安全越过这个壕沟的最小速度为( )。
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】摩托车做平抛运动,则
解得
故选C。
5. 里约奥运会我国女排获得世界冠军,女排队员“重炮手”朱婷某次发球如图所示,朱婷站在底线的中点外侧,球离开手时正好在底线中点正上空3.04m处,速度方向水平且在水平方向可任意调整.已知每边球场的长和宽均为9m,球网高2.24m,不计空气阻力,重力加速度.为了使球能落到对方场地,下列发球速度大小可行的是
A. 22m/s B. 23m/s
C. 25m/s D. 28m/s
【答案】B
【解析】
【详解】恰好能过网时,根据得, ,则击球的最小初速度,
球恰好不出线时,根据 ,得
则击球的最大初速度:,注意运动距离最远是到对方球场的角落点,所以 ,故B项正确.
综上所述本题正确答案为B.
6. 《天工开物》少儿百科中介绍了古法制糖工艺,用糖车挤压甘蔗收集汁水,其简化模型的俯视平面图如图所示。手柄上的A点到转动轴轴心O点的距离为4R,两个半径为R的圆柱体表面有两个点B和C,则A、B、C三点的线速度大小之比为( )
A. 1∶4∶1 B. 1∶4∶4 C. 4∶1∶1 D. 4∶1∶4
【答案】C
【解析】
【详解】A、C为同轴转动,角速度相同,则根据
v=ωr
可知
B、C两点线速度相同,则
故选C。
7. 平天湖上两艘快艇A、B在湖面上做匀速圆周运动,在相同的时间内,他们通过的路程之比,运动方向改变的角度之比,它们的向心加速度之比是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据题意,由快艇A、B的线速度之比为
由快艇A、B角速度之比为
向心加速度公式可表示为
因此向心加速度之比
故选D。
8. 2025年2月28日晚,天空中出现了罕见的“七星连珠”天象,“七星连珠”是指太阳系中的七颗行星运动到了太阳同一侧且恰好都与太阳排列在同一条直线上。地球绕太阳公转的平均轨道半径在天文学上被称作一个天文单位,已知火星绕太阳公转的轨道半径约为1.5个天文单位, 则发生地球、火星二星连珠间隔的时间最短为( )
A. 年 B. 年
C. 年 D. 年
【答案】A
【解析】
【详解】地球绕太阳运行的周期年 ,设地球绕太阳公转的平均轨道半径为, 则火星的轨道半径为, 由开普勒第三定律
解得火星周期年
设每隔年会发生一次连珠现象,则有
可得年
故选A。
二、多选题(10分)
9. 如图所示,人在岸上拉船,已知船的质量为m,水的阻力恒为Ff,当轻绳与水平面的夹角为时,船的速度为v,此时人的拉力大小为F,则此时( )
A. 人拉绳行走的速度为 B. 人拉绳行走的速度为
C. 船的加速度为 D. 船的加速度为
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.船运动的速度是沿绳子收缩方向的速度和垂直绳子方向速度的合速度,如图所示
根据平行四边形定则有
则人拉绳行走的速度为,故B错误,A正确;
CD.对小船受力分析,如图所示
根据牛顿第二定律有
船的加速度大小为
故D错误,C正确。
故选AC。
10. 如图所示,质量均为m的两个小球A、B套在光滑水平直杆P上,整个直杆被固定在竖直转轴上,并保持水平,两球间用劲度系数为k,自然长度为L的轻质弹簧连接在一起,A球被轻质细绳拴在竖直转轴上,细绳长度也为L,现欲使横杆AB随竖直转轴一起在水平面内匀速转动,其角速度为,求当弹簧长度稳定后,细绳的拉力和弹簧的总长度各为多大?( )
A. 细绳的拉力为 B. 弹簧总长度为
C. 细绳的拉力为 D. 弹簧总长度为
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】设直杆匀速转动时,弹簧伸长量为x, 对A球有
对B球有
解以上方程组可得
则弹簧的总长为
故BC正确;AD错误;
故选BC。
三、实验题
11. 小明采用如图甲所示的实验装置研究平抛运动规律,实验装置放置在水平桌面上,利用光电门传感器和碰撞传感器可以测得小球的水平初速度v0和飞行时间t,底板上的标尺可以测得水平位移d。
(1)实验中斜槽轨道末端的切线必须是水平的,这样做的目的是______
A. 保证小球运动的轨迹是一条抛物线
B. 保证小球飞出时,速度沿水平方向
C. 保证小球在空中运动时的加速度为g
D. 保证小球飞出时,速度既不太大,也不太小
(2)实验中,以下哪些操作可能引起实验误差______
A. 安装斜槽时,斜槽末端切线方向不水平
B. 没有从轨道同一位置释放小球
C. 斜槽不是光滑的
D. 空气阻力对小球运动有较大影响
(3)保持水平槽口距底板的高度h=0.420m不变,改变小球在斜槽轨道上下滑的起始位置,测出小球做平抛运动的初速度v0、飞行时间t和水平位移d,记录在表中。
v0(m/s)
0.741
1.034
1.318
1.584
t(s)
292.7
293.0
292.8
292.9
d(cm)
217
30.3
38.6
46.4
由表中数据可知,在实验误差允许的范围内,当h一定时,以下说法正确的是( )
A. 落地点的水平距离d与初速度v0大小成反比
B. 落地点的水平距离d与初速度v0大小成正比
C. 飞行时间t与初速度v0大小无关
D. 飞行时间t与初速度v0大小成正比
(4)小华同学在实验装置的后面竖直放置一块贴有白纸和复写纸的木板,图乙是实验中小球从斜槽上不同位置释放获得的两条轨迹,图线①所对应的小球在斜槽上释放的位置______(选填“较低”或“较高”);
(5)小华同学接着用方格纸做实验,若小球在某次平抛运动中先后经过的三个位置a、b、c如图丙所示,已知小方格的边长L=1dm,取g=10m/s2,则小球在b点的速度大小为______m/s。(结果保留两位有效数字)
【答案】(1)B (2)AD (3)BC
(4)较高 (5)2.5
【解析】
【小问1详解】
A.即使斜槽轨道末端的切线不水平,小球运动的轨迹仍然是一条抛物线,故A错误;
B.要研究平抛运动规律,轨道末端的切线必须是水平的,这样做的目的是小球飞出时,速度沿水平方向,使小球做平抛运动,故B正确;
C.小球在空中运动时的加速度始终是g,与小球做平抛还是斜抛运动没有关系,故C错误;
D.斜槽轨道末端的切线是否水平,和小球飞出时的速度大小无关,故D错误。
故选B。
【小问2详解】
A.要研究平抛运动规律,安装斜槽时,斜槽末端切线方向不水平,小球抛出后的运动不是平抛运动,能引起实验误差,故A正确;
B.没有从轨道同一位置释放小球,因为有光电门传感器和碰撞传感器可以测得小球的水平初速度v0和飞行时间t,因此不会产生误差,故B错误;
C.因为实验是要研究平抛运动规律,即研究小球从离开水平轨道到落到底板上运动的规律,与斜槽是否光滑无关,故C错误;
D.若空气阻力对小球运动有较大影响,小球在空中的运动就不是平抛运动了,所以能产生实验误差,故D正确。
故选AD。
【小问3详解】
由表中数据可得
由计算结果可知,在实验误差允许的范围内,落地点的水平距离d与初速度v0大小成正比,故A错误,B正确;
由表中数据可知,在实验误差允许的范围内,飞行时间t不变,与初速度v0大小无关,故C正确,D错误。
故选BC。
【小问4详解】
由图乙可知,图线①对应的小球的初速度大于图线②,因此图线①所对应的小球在斜槽上释放的位置较高;
【小问5详解】
由
有
得
水平方向有
得
竖直方向有
得
由
解得
12. 小吴同学用如图甲所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系,塔轮自上而下有三层,每层左右半径之比由上至下分别是1∶1、2∶1和3∶1(如图乙所示)。左右塔轮通过不打滑的传动皮带连接,并可通过改变传动皮带所处的层来改变左右塔轮的角速度之比,实验时,将两个小球分别放在短槽的处和长槽的(或)处,、分别到左右塔轮中心的距离相等,到左塔轮中心的距离是到左塔轮中心距离的2倍,转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮一起匀速转动,槽内的小球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对小球的压力提供了向心力,小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,标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。请回答下面问题:
(1)在某次实验中,小吴同学把两个质量相等的钢球放在、位置,将传动皮带调至第一层塔轮,转动手柄,观察左右标尺的刻度,此时可研究向心力的大小与______的关系。
A. 质量 B. 角速度 C. 半径
(2)若传动皮带套在塔轮第三层,则塔轮转动时,、两处的角速度之比为______。
(3)在另一次实验中,小吴同学把两个质量相等的钢球放在、位置。传动皮带位于第二层,转动手柄,则当塔轮匀速转动时,左右两标尺露出的格子数之比为______。
【答案】(1)C (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
第一层皮带传动时线速度相等且两轮半径相等,则两轮转动的角速度相等,将质量相等的两个钢球分别放置在B和C处,就能保证有不同的半径,根据
可知探究的是向心力和半径的关系。
故选C。
【小问2详解】
若传动皮带套在塔轮第三层,同一皮带的线速度相等,而两轮的半径之比为,由
可知,两塔轮的角速度之比为。
【小问3详解】
两个钢球的质量m相等,传动皮带位于第二层时因两轮的半径之比为,则由
可知两塔轮的角速度之比为;A、C分别到左、右塔轮中心的距离相等,即转动时的半径r相等,根据
可知向心力之比为,左右两标尺露出的格子数表示向心力的大小关系,则露出的格子数之比为。
四、解答题
13. 我国在2008年10月24日发射了“嫦娥一号”探月卫星.同学们也对月球有了更多的关注.
(1)若已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,月球绕地球运动的周期为T,月球绕地球的运动可近似看作匀速圆周运动,试求月球绕地球运动的轨道半径.
(2)若宇航员随登月飞船登陆月球后,在月球表面某处以速度竖直向上抛出一个小球,经过时间t,小球落回抛出点.已知月球半径为r,万有引力常量为G,试求出月球的质量
【答案】(1);(2).
【解析】
【详解】(1)设地球的质量为,月球的质量为,地球表面的物体质量为,月球绕地球运动的轨道半径,根据万有引力定律提供向心力可得:
解得:
(2)设月球表面处的重力加速度为,根据题意得:
解得:
14. 如图所示,在地面上方处有一以的速度顺时针方向转动的传送带,传送带滑轮的半径很小(大小可忽略),两端点A、B间的距离,一小物块的质量为,与传送带间的动摩擦因数。现将小物块轻放在A端,最终小物块落到地面上的D点,g取。求:
(1)小物块从A端运动到B端的时间;
(2)小物块由B端飞出到落地这一过程水平位移大小。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)共速前,根据牛顿第二定律可得
解得
根据运动学公式
解得
小物块做匀加速运动的时间为
解得
共速后小物块与传送带一起匀速运动,则
小物块从A端运动到B端的时间为
解得
(2)从B飞出后,竖直方向上做自由落体运动,有
则
根据运动学公式
可得小物块由B端飞出到落地这一过程的水平位移大小为
15. 如图所示,半径为的半球形陶罐,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的对称轴重合。转台以一定角速度匀速转动,一质量为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。
(1)此时小物块受到的摩擦力恰好为0,且它和点的连线与之间的夹角为,重力加速度为。求转台转动的角速度;
(2)保持物块以第(1)问位置不变,以角速度值转动,求小物块所受摩擦力的大小和方向;
(3)若转台静止不动,小滑块沿圆弧下滑过程经(1)题中该点位置时速率为,求小物块在该点对轨道的压力大小。
【答案】(1)
(2),方向沿切线向上
(3)
【解析】
【小问1详解】
小物块随容器一起转动,且所受摩擦力恰好为0时,由牛顿第二定律可得
根据几何关系有
解得
【小问2详解】
因为
故在该处小物块的摩擦力方向沿切线向上,则由牛顿第二定律可得水平方向有
竖直方向有
联立解得
方向沿切线向上。
【小问3详解】
滑块沿圆弧下滑过程中在A点时,由牛顿第二定律可得
代入数解得
由牛顿第三定律可得小物块在A点时对轨道的压力大小为mg。
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