内容正文:
高一年级期末统测试卷
物理
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:人教版必修第一册,必修第二册,必修第三册第九章。
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,只有一项是符合题目要求的。
1. 下列说法正确的是( )
A. 做圆周运动的物体受到的合力方向一定指向圆心
B. 只受恒力的物体不可能做曲线运动
C. 物体在变力作用下一定做曲线运动
D. 匀速圆周运动属于变速运动
2. 蛟龙号作为中国自主研发的先进载人深潜器,在深海探测和科学研究方面发挥了重要作用。在海水中蛟龙号受到海水的压力,海水越深,海水的压强越大。下列单位中属于压强单位,且由基本单位组成的是( )
A. Pa B. C. D.
3. 电动机皮带轮与机器皮带轮通过皮带连接(不打滑),机器皮带轮的半径是电动机皮带轮半径的3倍,如图所示。已知机器皮带轮边缘上一点的向心加速度大小为0.12m/s2,机器皮带轮上A点到转轴O的距离与电动机皮带轮的半径相等,下列说法正确的是( )
A. 电动机皮带轮边缘上质点与机器皮带轮上A点的线速度大小相等
B. 电动机皮带轮与机器皮带轮转速之比为1:3
C. A点的向心加速度大小为0.04m/s2
D. 电动机皮带轮边缘上某点的向心加速度与A点的向心加速度相等
4. 如图所示,真空中有两个正点电荷,电荷量分别为和,分别固定在轴的坐标原点和的位置上。则电场强度为0的位置为( )
A. 处 B. 处
C. 处 D. 处
5. 一独龙牛(视为质点)做匀变速直线运动,其运动的位置一时间图像(图像)如图中实线所示,其中虚线为时刻图像的切线,已知当时独龙牛的速度大小不为零,且,,,则独龙牛的加速度大小为( )
A. B. C. D.
6. 如图甲、乙、丙所示,各图中均有两个叠放的物块,物块均无相对滑动地沿斜面一起以加速度匀加速下滑,斜面的倾角均为。甲图中的A、B两物块接触面平行于斜面且两物块之间的摩擦力大小为,乙图中的C、D两物块接触面与斜面不平行且两物块之间的摩擦力大小为,丙图中的E、F两物块接触面水平且两物块之间的摩擦力大小为,重力加速度为g,下列判断正确的是( )
A. ,, B. ,,
C. ,, D. ,,
7. 我国的天链一号卫星是地球同步卫星,可为中、低轨道资源卫星提供数据中继服务。图为天链一号卫星a、赤道平面内的低轨道卫星b、地球三者间的位置关系示意图,O为地心,卫星a的轨道半径是卫星b 的轨道半径的4倍。已知卫星a、b绕地球同向运行,卫星a的周期为T。下列说法正确的是( )
A. 卫星a的线速度是卫星b的线速度的4倍
B. 卫星a的线速度是卫星b的线速度的2倍
C. 卫星a、b从相距最近到相距最远的最短时间为
D. 卫星a、b从相距最近到相距最远的最短时间为
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. 关于开普勒定律及万有引力定律应用于天文学研究的历史事实,下列说法正确的是( )
A. 相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积
B. 开普勒第三定律中是一个与中心天体质量有关的常量
C. 海王星是英国物理学家卡文迪什经过大量计算而发现的,被人们称为“笔尖上的行星”
D. 牛顿通过“月一地检验”发现地面物体、月球所受地球引力都遵从同样的规律
9. 某静电场中的电场线如图所示,带电粒子在电场中仅受电场力作用,从点运动到点,其运动轨迹如图中虚线所示,下列说法正确的是( )
A. 带电粒子一定带正电荷
B 带电粒子一定带负电荷
C. 处的电场强度大于处的电场强度
D. 处电场强度小于处的电场强度
10. 小明和小聪两位同学在空旷的草地上投掷飞镖,飞镖投出点的高度h均为1.8m。小明站在A点先投掷飞镖1,飞镖1初速度的大小v0=10m/s,与水平方向的夹角为53°,最终从P点插入水平地面。然后小聪站在B点投掷飞镖2,飞镖2初速度水平,最终也从P点插入地面,且插入地面的方向与飞镖1插入地面的方向相同。已知两飞镖质量相同,飞镖的飞行轨迹如图所示,不计空气阻力,取重力加速度大小g=10m/s2,sin53°=0.8,,下列说法正确的是( )
A. 飞镖1在最高点时距地面的高度为3.2m
B. 飞镖1在最高点时的速度大小为6m/s
C. 落地瞬间,飞镖1与飞镖2重力功率之比为5:4
D. 落地瞬间,飞镖1与飞镖2的动能之比为25:9
三、非选择题,共5小题,共54分。
11. 某同学做探究弹簧弹力F与形变量的关系的实验,如图中甲所示,将弹簧固定在铁架台上,弹簧上端与刻度尺的0刻度线对齐,记录弹簧下端没有挂钩码时的刻度,将不同质量的钩码挂在弹簧下端,记录所挂钩码质量不同时弹簧下端所指的刻度,以弹簧的弹力F为纵轴,弹簧的长度x为横轴,作出图像如图乙所示。
(1)由图乙可知,弹簧自然下垂时的长度__________cm。
(2)弹簧的劲度系数__________。
(3)上述实验中,使用两个不同的弹簧1与弹簧2(均为轻弹簧),得到力F与x的关系图像如图丙所示,弹簧1的原长比弹簧2的原长__________(填“长”或“短”),弹簧1的劲度系数比弹簧2的劲度系数__________(填“大”或“小”)。
12. 某实验小组用如图甲所示的实验装置同时测量A、B两个箱子的质量,其中D为铁架台,E为固定在铁架台上的轻质滑轮(质量和摩擦可忽略不计),F为光电门,C为固定在A上、宽度的细遮光条(质量不计),此外,该实验小组还准备了一套砝码(总质量)和刻度尺等,取重力加速度大小。计算结果均保留两位有效数字。
(1)在铁架台上标记一位置O,并测得该位置与光电门F之间的高度差。取出质量为m的砝码放在A箱子中,剩余砝码放在B箱子中,让A箱子从位置O由静止开始下落,则A箱子从静止下落到F处的过程中,A箱子与A箱子中砝码组成的系统的机械能_______(填“增加”“减少”或“守恒”)。
(2)若遮光条通过光电门的时间,则A箱子下落过程中的加速度大小______m/s2 。
(3)改变m重复(2)、(3)步骤,得到多组m与a的数据,作出图像如图乙所示。可得A箱子的质量mA=_______kg,B箱子的质量mB=_______kg。
(4)A、B箱子及砝码组成的系统的最大加速度am=_______m/s2。
13. 《中华人民共和国民法典》规定,对于高空抛物或坠物造成他人损害的情况,侵权人需要依法承担侵权责任。某同学为了解高空坠物的危害,进行了一次实验(除实验人员外,隔挡了其他人),将一枚鸡蛋从高度的废弃高楼上由静止释放,不计空气阻力,取重力加速度大小,求:
(1)鸡蛋在空中运动的时间t;
(2)鸡蛋在第2s末的速度大小v;
(3)鸡蛋在着地前的最后1s的位移大小s。
14. 如图所示,水平轨道BC的左端与固定的光滑竖直圆轨道相切于B点,一质量的滑块(视为质点)从圆弧轨道的顶端A点由静止释放,经水平轨道BC后从C点离开做平抛运动落到河对岸的水平地面上。已知光滑圆弧轨道的半径,水平轨道BC的长度,点到对面河岸的水平距离,河岸边缘D点与水平轨道BC的高度差,取重力加速度大小,不计空气阻力。
(1)求滑块第一次经过B点时对轨道的压力;
(2)若滑块恰好落在河岸边缘D点,求滑块与水平轨道BC间的动摩擦因数μ。
15. 某实验小组为了研究滑块的运动情况设计了如图所示的实验装置,该装置主要由光滑曲面轨道AB、光滑竖直圆轨道、水平轨道BD、水平传送带DE和足够长的落地区FG组成,各部分平滑连接,圆轨道最低点B处的入、出口靠近但相互错开,滑块落到FG区域后立即停止运动。现将一质量m=0.2kg的滑块从轨道AB上距BD的高度为h(未知)处由静止释放,已知圆轨道半径R=0.2m,水平轨道BD的长度x1=4m,DE与FG的高度差H=0.2m,滑块与水平轨道BD和传送带间的动摩擦因数均为μ=0.2,传送带以恒定速率逆时针转动(不考虑传送带轮的半径对运动的影响),当释放高度h1=3m时,滑块恰好不从传送带右端滑出,取重力加速度大小g=10m/s2。
(1)要使滑块不脱离圆轨道且能经过C点,求释放滑块的最小高度hmin;
(2)求传送带的长度x2;
(3)若滑块第一次通过D点时的速度大小v1=4m/s,求此时的释放高度h2;
(4)若h>h2,求滑块静止时距B点的水平距离x与h的关系。
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高一年级期末统测试卷
物理
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:人教版必修第一册,必修第二册,必修第三册第九章。
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,只有一项是符合题目要求的。
1. 下列说法正确的是( )
A. 做圆周运动的物体受到的合力方向一定指向圆心
B. 只受恒力的物体不可能做曲线运动
C. 物体在变力作用下一定做曲线运动
D. 匀速圆周运动属于变速运动
【答案】D
【解析】
【详解】A.做圆周运动的物体受到的合力方向是否指向圆心取决于运动类型。匀速圆周运动的合力确实指向圆心(提供向心力),但变速圆周运动的合力存在切向分量,方向不指向圆心,A错误;
B.物体在恒力作用下可能做曲线运动。例如平抛运动中,物体仅受恒定的重力作用,轨迹为抛物线(曲线),B错误;
C.变力作用下物体不一定做曲线运动。若变力方向始终与速度方向共线(如弹簧振子的直线往复运动),物体仍做直线运动,C错误;
D.匀速圆周运动的速度方向不断变化,速度矢量改变,因此是变速运动,D正确。
故选D。
2. 蛟龙号作为中国自主研发的先进载人深潜器,在深海探测和科学研究方面发挥了重要作用。在海水中蛟龙号受到海水的压力,海水越深,海水的压强越大。下列单位中属于压强单位,且由基本单位组成的是( )
A. Pa B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由牛顿第二定律得
由可知压强的单位为
故选D
3. 电动机皮带轮与机器皮带轮通过皮带连接(不打滑),机器皮带轮的半径是电动机皮带轮半径的3倍,如图所示。已知机器皮带轮边缘上一点的向心加速度大小为0.12m/s2,机器皮带轮上A点到转轴O的距离与电动机皮带轮的半径相等,下列说法正确的是( )
A. 电动机皮带轮边缘上质点与机器皮带轮上A点的线速度大小相等
B. 电动机皮带轮与机器皮带轮的转速之比为1:3
C. A点的向心加速度大小为0.04m/s2
D. 电动机皮带轮边缘上某点的向心加速度与A点的向心加速度相等
【答案】C
【解析】
【详解】A.皮带与两轮之间不发生滑动,因此两轮边缘上各点的线速度大小相等,则电动机皮带轮边缘上质点与机器皮带轮上A点的线速度大小不相等,故A错误;
B.设电动机皮带轮与机器皮带轮边缘上的点的线速度大小分别为、,角速度大小分别为、,边缘上的点运动的半径分别为、,有,,
又ω=2πn
可得,故B错误;
C.A点的向心加速度大小,故C正确;
D.根据两轮边缘上各点的线速度大小相等和可知
电动机皮带轮边缘上某点的向心加速度,故D错误。
故选C。
4. 如图所示,真空中有两个正点电荷,电荷量分别为和,分别固定在轴的坐标原点和的位置上。则电场强度为0的位置为( )
A. 处 B. 处
C. 处 D. 处
【答案】A
【解析】
【详解】要使某处的电场强度为零,则正点电荷和正点电荷在该处产生的场强大小相等、方向相反,则该位置应位于两点电荷之间,根据点电荷的场强公式可得
解得
故选A。
5. 一独龙牛(视为质点)做匀变速直线运动,其运动的位置一时间图像(图像)如图中实线所示,其中虚线为时刻图像的切线,已知当时独龙牛的速度大小不为零,且,,,则独龙牛的加速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据图像的切线斜率表示速度,由图可知,时刻独龙牛的速度为
设时刻独龙牛的速度为,根据运动学公式可得
解得
则独龙牛的加速度为
可知独龙牛的加速度大小为。
故选D。
6. 如图甲、乙、丙所示,各图中均有两个叠放的物块,物块均无相对滑动地沿斜面一起以加速度匀加速下滑,斜面的倾角均为。甲图中的A、B两物块接触面平行于斜面且两物块之间的摩擦力大小为,乙图中的C、D两物块接触面与斜面不平行且两物块之间的摩擦力大小为,丙图中的E、F两物块接触面水平且两物块之间的摩擦力大小为,重力加速度为g,下列判断正确的是( )
A. ,, B. ,,
C. ,, D. ,,
【答案】D
【解析】
【详解】斜面的倾角相同,两个叠放的物块无相对滑动地沿斜面一起匀加速下滑,整体沿斜面下滑的加速度
则斜面一定是光滑的。题中甲、乙、丙图上方物块所受重力沿斜面向下的分力均为,甲图上方物块所受支持力的方向垂直于斜面,沿斜面方向没有分力,乙图和丙图上方物块所受支持力沿斜面方向均有分力,必须有摩擦力才能使合力为。
故选D。
7. 我国的天链一号卫星是地球同步卫星,可为中、低轨道资源卫星提供数据中继服务。图为天链一号卫星a、赤道平面内的低轨道卫星b、地球三者间的位置关系示意图,O为地心,卫星a的轨道半径是卫星b 的轨道半径的4倍。已知卫星a、b绕地球同向运行,卫星a的周期为T。下列说法正确的是( )
A. 卫星a的线速度是卫星b的线速度的4倍
B. 卫星a线速度是卫星b的线速度的2倍
C. 卫星a、b从相距最近到相距最远的最短时间为
D. 卫星a、b从相距最近到相距最远的最短时间为
【答案】D
【解析】
【详解】AB.设卫星a、b的轨道半径分别为和,地球半径为R,根据万有引力提供向心力有
则,而,卫星a的线速度是卫星b的线速度的,选项AB错误;
CD.根据
则
可得卫星b的周期为,卫星a、b从相距最近到相距最远满足
解得最短时间,选项C错误、D正确。
故选D。
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. 关于开普勒定律及万有引力定律应用于天文学研究的历史事实,下列说法正确的是( )
A. 相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积
B. 开普勒第三定律中是一个与中心天体的质量有关的常量
C. 海王星是英国物理学家卡文迪什经过大量计算而发现的,被人们称为“笔尖上的行星”
D. 牛顿通过“月一地检验”发现地面物体、月球所受地球引力都遵从同样的规律
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据开普勒第二定律可知相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积不等于木星与太阳连线扫过的面积,故A错误;
B.由
可得
所以开普勒第三定律中的k与中心天体的质量有关,故B正确;
C.海王星是运用万有引力定律经过大量的计算后发现的,但不是卡文迪什运用万有引力定律经过大量计算而发现的,故C错误;
D.牛顿通过“月一地检验”发现地面物体、月球所受地球引力都遵从同样的规律,故D正确。
故选BD。
9. 某静电场中电场线如图所示,带电粒子在电场中仅受电场力作用,从点运动到点,其运动轨迹如图中虚线所示,下列说法正确的是( )
A. 带电粒子一定带正电荷
B. 带电粒子一定带负电荷
C. 处的电场强度大于处的电场强度
D. 处的电场强度小于处的电场强度
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.带电粒子在电场中仅受电场力作用,根据曲线运动合力方向位于轨迹的凹侧,可知电场力与场强方向相反,则带电粒子一定带负电荷,故A错误,B正确;
CD.根据图中电场线的疏密程度可知,处的电场强度大于处的电场强度,故C正确,D错误。
故选BC。
10. 小明和小聪两位同学在空旷的草地上投掷飞镖,飞镖投出点的高度h均为1.8m。小明站在A点先投掷飞镖1,飞镖1初速度的大小v0=10m/s,与水平方向的夹角为53°,最终从P点插入水平地面。然后小聪站在B点投掷飞镖2,飞镖2初速度水平,最终也从P点插入地面,且插入地面的方向与飞镖1插入地面的方向相同。已知两飞镖质量相同,飞镖的飞行轨迹如图所示,不计空气阻力,取重力加速度大小g=10m/s2,sin53°=0.8,,下列说法正确的是( )
A. 飞镖1在最高点时距地面的高度为3.2m
B. 飞镖1在最高点时的速度大小为6m/s
C. 落地瞬间,飞镖1与飞镖2重力的功率之比为5:4
D. 落地瞬间,飞镖1与飞镖2的动能之比为25:9
【答案】BD
【解析】
【详解】A B.飞镖1水平方向的速度大小
竖直方向的初速度大小
在竖直方向从离手的位置到最高点的高度和时间分别为,
飞镖1飞行过程中离地面的最大高度H=3.2m+1.8m=5.0m ,故A错误、B正确;
CD.飞镖1从最高点到P点做平抛运动,下落时间
设飞镖1下落到P点时与水平方向的夹角为α,满足
飞镖2做平抛运动的时间
设飞镖2下落到P点时与水平方向的夹角α,满足
重力的功率为
飞镖1、2下降的时间之比为5:3;所以功率之比为5:3,根据,可得动能之比为25:9,故C错误、D正确。
故选BD。
三、非选择题,共5小题,共54分。
11. 某同学做探究弹簧弹力F与形变量的关系的实验,如图中甲所示,将弹簧固定在铁架台上,弹簧上端与刻度尺的0刻度线对齐,记录弹簧下端没有挂钩码时的刻度,将不同质量的钩码挂在弹簧下端,记录所挂钩码质量不同时弹簧下端所指的刻度,以弹簧的弹力F为纵轴,弹簧的长度x为横轴,作出图像如图乙所示。
(1)由图乙可知,弹簧自然下垂时的长度__________cm。
(2)弹簧的劲度系数__________。
(3)上述实验中,使用两个不同的弹簧1与弹簧2(均为轻弹簧),得到力F与x的关系图像如图丙所示,弹簧1的原长比弹簧2的原长__________(填“长”或“短”),弹簧1的劲度系数比弹簧2的劲度系数__________(填“大”或“小”)。
【答案】(1)5 (2)40
(3) ①. 短 ②. 小
【解析】
【小问1详解】
当时,弹簧处于原长,所以
【小问2详解】
根据胡克定律
可知图像的斜率为弹簧的劲度系数
。
【小问3详解】
[1]由题图丙可知,轴截距即为弹簧原长,所以弹簧1比弹簧2原长短。
[2]劲度系数由图像的斜率表示,所以弹簧1的劲度系数比弹簧2的劲度系数小。
12. 某实验小组用如图甲所示的实验装置同时测量A、B两个箱子的质量,其中D为铁架台,E为固定在铁架台上的轻质滑轮(质量和摩擦可忽略不计),F为光电门,C为固定在A上、宽度的细遮光条(质量不计),此外,该实验小组还准备了一套砝码(总质量)和刻度尺等,取重力加速度大小。计算结果均保留两位有效数字。
(1)在铁架台上标记一位置O,并测得该位置与光电门F之间的高度差。取出质量为m的砝码放在A箱子中,剩余砝码放在B箱子中,让A箱子从位置O由静止开始下落,则A箱子从静止下落到F处的过程中,A箱子与A箱子中砝码组成的系统的机械能_______(填“增加”“减少”或“守恒”)。
(2)若遮光条通过光电门的时间,则A箱子下落过程中的加速度大小______m/s2 。
(3)改变m重复(2)、(3)步骤,得到多组m与a的数据,作出图像如图乙所示。可得A箱子的质量mA=_______kg,B箱子的质量mB=_______kg。
(4)A、B箱子及砝码组成的系统的最大加速度am=_______m/s2。
【答案】(1)减少 (2)4.0
(3) ①. 0.60 ②. 0.20
(4)6.0
【解析】
【小问1详解】
A箱子从静止下落到F处的过程中,受到绳子的拉力,拉力做负功,则其机械能减少。
【小问2详解】
A箱子下落到F处的速率
由速度位移公式有
解得
【小问3详解】
[1][2]根据牛顿第二定律有
解得
可知图像的斜率
纵截距
解得
【小问4详解】
根据(3)分析可知当时有最大加速度为
13. 《中华人民共和国民法典》规定,对于高空抛物或坠物造成他人损害的情况,侵权人需要依法承担侵权责任。某同学为了解高空坠物的危害,进行了一次实验(除实验人员外,隔挡了其他人),将一枚鸡蛋从高度的废弃高楼上由静止释放,不计空气阻力,取重力加速度大小,求:
(1)鸡蛋在空中运动的时间t;
(2)鸡蛋在第2s末的速度大小v;
(3)鸡蛋在着地前的最后1s的位移大小s。
【答案】(1)4s (2)20m/s
(3)35m
【解析】
【小问1详解】
鸡蛋在空中运动的时间为
解得
【小问2详解】
鸡蛋在第2s末的速度大小为
【小问3详解】
鸡蛋在着地前的最后1s的位移大小为
14. 如图所示,水平轨道BC的左端与固定的光滑竖直圆轨道相切于B点,一质量的滑块(视为质点)从圆弧轨道的顶端A点由静止释放,经水平轨道BC后从C点离开做平抛运动落到河对岸的水平地面上。已知光滑圆弧轨道的半径,水平轨道BC的长度,点到对面河岸的水平距离,河岸边缘D点与水平轨道BC的高度差,取重力加速度大小,不计空气阻力。
(1)求滑块第一次经过B点时对轨道压力;
(2)若滑块恰好落在河岸边缘D点,求滑块与水平轨道BC间的动摩擦因数μ。
【答案】(1)60N,方向竖直向下
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据题意,由机械能守恒定律有
解得m/s
在B点,由牛顿第二定律有
解得
由牛顿第三定律可知,滑块第一次经过B点时对轨道的压力大小
方向竖直向下。
【小问2详解】
滑块从C点运动到D点,做平抛运动,有,
滑块在水平轨道BC上运动,由动能定理有
解得
15. 某实验小组为了研究滑块的运动情况设计了如图所示的实验装置,该装置主要由光滑曲面轨道AB、光滑竖直圆轨道、水平轨道BD、水平传送带DE和足够长的落地区FG组成,各部分平滑连接,圆轨道最低点B处的入、出口靠近但相互错开,滑块落到FG区域后立即停止运动。现将一质量m=0.2kg的滑块从轨道AB上距BD的高度为h(未知)处由静止释放,已知圆轨道半径R=0.2m,水平轨道BD的长度x1=4m,DE与FG的高度差H=0.2m,滑块与水平轨道BD和传送带间的动摩擦因数均为μ=0.2,传送带以恒定速率逆时针转动(不考虑传送带轮的半径对运动的影响),当释放高度h1=3m时,滑块恰好不从传送带右端滑出,取重力加速度大小g=10m/s2。
(1)要使滑块不脱离圆轨道且能经过C点,求释放滑块的最小高度hmin;
(2)求传送带的长度x2;
(3)若滑块第一次通过D点时的速度大小v1=4m/s,求此时的释放高度h2;
(4)若h>h2,求滑块静止时距B点的水平距离x与h的关系。
【答案】(1)hmin=0.5m
(2)x2=11m (3)h2=1.6m
(4)见解析
【解析】
【小问1详解】
要使滑块恰好能经过C点,根据牛顿第二定律有
解得
根据机械能守恒定律有
解得
【小问2详解】
由功能关系有
解得
小问3详解】
由动能定理有
解得
【小问4详解】
当时,滑块都将以v0从D点滑离传送带,有
解得m,故滑块静止时距B点的水平距离x=0
当时,滑块从传送带右侧滑出,根据动能定理有
设滑块做平抛运动的水平位移大小为x',根据平抛运动规律有,
此时
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