内容正文:
昭平中学2025年春季学期高一年级第二次月考
物理
全卷满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑;非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答;字体工整,笔迹清楚。
4.考试结束后,请将试卷和答题卡一并上交。
5.本卷主要考查内容:必修第二册。
一、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. 匀速圆周运动是一种匀速运动
B. 匀速圆周运动是一种变速运动
C. 匀速圆周运动是一种匀变速运动
D. 物体做圆周运动时其合外力垂直于速度方向,不改变线速度的大小
【答案】B
【解析】
【详解】A.匀速圆周运动的速度方向时刻变化,因此不是匀速运动,A错误;
B.匀速圆周运动的速度方向不断变化,速度是矢量,方向变化即速度变化,属于变速运动,B正确;
C.匀变速运动的加速度大小和方向均不变,但匀速圆周运动的向心加速度方向始终指向圆心,方向不断变化,因此匀速圆周运动是变加速运动,C错误;
D.物体做匀速圆周运动时,其合外力垂直于速度方向,不改变线速度的大小,只改变线速度的方向;物体做变速圆周运动时,其合外力不垂直于速度方向,合外力不仅改变线速度的大小,还改变线速度的方向,D错误。
故选B。
2. 下列关于物理学发展历史的说法正确的是( )
A. “笔尖下发现的行星一海王星”的发现者是伽利略
B. 开普勒分析卡文迪什的观测数据,提出了关于行星运动的三大定律
C. 卡文迪什利用扭秤实验比较准确地测算出了引力常量的值
D. 哥白尼大胆反驳地心说,提出了日心说,并发现行星沿椭圆轨道运行的规律
【答案】C
【解析】
【详解】A.海王星由勒维耶和亚当斯通过计算预测发现,不是伽利略,故A错误;
B.开普勒分析的是第谷的观测数据,而非卡文迪什,故B错误;
C.卡文迪什通过扭秤实验首次精确测定了引力常量,故C正确;
D.哥白尼提出日心说,但行星椭圆轨道规律由开普勒提出,故D错误。
故选C。
3. 跳伞是一种极限运动,假设某跳伞运动员在由静止开始下落的过程中始终受恒定阻力(不含空气对降落伞的作用力)作用,打开降落伞前下落了一段距离,打开降落伞后开始做匀减速直线运动,下列说法正确的是( )
A. 跳伞运动员打开降落伞前的过程中恒定阻力做负功
B. 跳伞运动员打开降落伞前的过程中重力做负功
C. 跳伞运动员打开降落伞后重力做功的功率逐渐增大
D. 跳伞运动员打开降落伞后恒定阻力做正功
【答案】A
【解析】
【详解】A.跳伞运动员打开降落伞前的过程中恒定阻力方向向上,位移向下,则恒定阻力对它们做负功,故A正确;
B.跳伞运动员打开降落伞前的过程中重力方向和位移方向都向下,所以重力做正功,故B错误;
C.跳伞运动员打开降落伞后开始做匀减速直线运动,速率减小,根据
可知,重力做功的功率在减小,故C错误;
D.跳伞运动员打开降落伞后恒定阻力方向向上,位移向下,则恒定阻力对它们做负功,故D错误。
故选A。
4. 北京时间2025年1月7日4时00分,我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭,成功将实践二十五号卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功,该卫星主要用于卫星燃料补加与延寿服务技术验证,轨道高度略高于同步轨道,下列说法正确的是( )
A. 实践二十五号卫星的周期大于24h
B. 实践二十五号卫星的速度大于静止卫星的速度
C. 实践二十五号卫星的加速度大于静止卫星的加速度
D. 实践二十五号卫星的角速度大于静止卫星的角速度
【答案】A
【解析】
【详解】根据万有引力提供向心力可知
解得
A.实践二十五号卫星的轨道高度略高于同步轨道,可知其周期大于24h,故A正确;
B.实践二十五号卫星的轨道高度略高于同步轨道,可知其速度小于静止卫星的速度,故B错误;
C.实践二十五号卫星的轨道高度略高于同步轨道,可知其加速度小于静止卫星的加速度,故C错误;
D.实践二十五号卫星的轨道高度略高于同步轨道,可知其角速度小于静止卫星的角速度,故D错误。
故选A。
5. 如图所示,两岸平行的河流宽为150m。现要求一汽艇船(可视为质点)从岸边的某点能以最短位移渡河。已知汽艇船在静水中的速度大小为5m/s,水流速度v的大小恒为3m/s,则此过程汽艇船渡河的时间为( )
A. 30s B. 35s C. 36s D. 37.5s
【答案】D
【解析】
【详解】由于船速大于水速,设开船时,船头与上游河岸间夹角为θ时,可以垂直渡河即以最短位移过河,有
解得
则船渡河的合速度大小为
则过河时间为
故选D。
6. 如图所示,轻弹簧一端固定,另一端与一圆环相连,圆环套在光滑的竖直固定杆上。圆环从M点由静止释放,通过N点时弹簧处于原长,圆环在M点、P点的机械能相同。则圆环( )
A. 由M点运动到P点的过程中圆环的机械能守恒
B. 在M点与P点时弹簧的弹性势能相同
C. 由N点运动到P点的过程中圆环做减速运动
D. 到达P点时的速度为0
【答案】B
【解析】
【详解】A.圆环由M点运动到P点的过程中圆环和弹簧组成的系统机械能守恒,单独对圆环分析时,弹簧弹力属于外力,即对圆环而言有外力做功,可知,圆环的机械能不守恒,故A错误;
B.圆环在M点、P点的机械能相同,由于圆环和弹簧组成的系统机械能守恒,故在M点与P点时弹簧的弹性势能相同,故B正确;
C.圆环在N点时弹簧处于原长,圆环由N点运动到P点的过程中弹簧处于伸长状态,且伸长量逐渐增大,弹簧弹力大小逐渐增大,但是,由于开始时,弹簧处于原长,则开始一段时间内圆环竖直方向受到的重力一定大于弹簧弹力的竖直分力,即开始时,圆环一定向下做加速运动,故C错误;
D.圆环在M点、P点的机械能相同,圆环在P点的重力势能小于在M点的重力势能,故圆环在P点的动能大于在M点的动能,圆环从M点由静止释放,在M点动能为0,故圆环在P点动能大于0,速度不为0,故D错误。
故选B。
7. 一辆列车总质量,发动机的额定功率。列车在水平轨道上直线行驶时,轨道对列车的阻力f恒为车重力的0.01倍,重力加速度。若列车从静止开始以的加速度匀加速启动,则这一过程维持的最长时间为( )
A. 15s B. 20s C. 25s D. 30s
【答案】C
【解析】
【详解】由牛顿第二定律得
解得此过程列车的牵引力为
列车匀加速直线运动的末速度为
则此过程最长时间为
故选C。
二、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. 抗震救灾国之大事,2025年1月7日,西藏定日县发生6.8级地震,为保障灾民生命财产安全,消防队员利用直升机为灾民配送物资。某次在执行任务时,直升机距离地面高度,水平飞行速度,所配送物资的质量为(含包装材料),物资投出后恰好垂直落在一倾角为的斜坡上的预定地点。不计空气阻力,重力加速度,下列说法正确的是( )
A. 物资投出后下落的高度为
B. 物资投出后运动的时间为
C. 物资落到斜坡上的速度大小为
D. 从物资释放到落到斜坡上发生的水平位移为
【答案】AC
【解析】
【详解】物资投出后恰好垂直落在斜坡上,则货物落到斜坡上的竖直分速度为
根据
可知货物投出后运动的时间为
物资投出后下落的高度为
物资落到斜坡上的速度大小为
从物资释放到落到斜坡上发生的水平位移为
故选AC。
9. 如图甲所示,铺设铁路时,弯道处的外轨会略高于内轨。现有一列火车以恒定速率v通过一弯道(视为水平圆周运动),火车的轮缘恰好不对内、外轨道挤压。如图乙所示为转弯时一节车厢内,放在桌面上的水杯与火车保持相对静止,且杯内的水面与轨道所在平面平行,已知火车轨道所在平面与水平面间的夹角为,弯道的转弯半径为R,水杯与水的总质量为m,重力加速度为g。则下列说法正确的是( )
A. B.
C. 水杯对桌面的静摩擦力大小为0 D. 水杯对车厢侧壁的压力大小为0
【答案】ACD
【解析】
【详解】AB.根据火车转弯时的向心力由重力和支持力的合力提供,有
解得
故A正确,B错误;
CD.火车的向心加速度大小为
水杯的向心加速度大小与其相等,由此可知水杯重力与桌面对其的支持力的合力提供向心力,故水杯对桌面的静摩擦力大小为0,水杯对车厢侧壁的压力大小为0,故CD正确。
故选ACD。
10. 如图所示,大圆环固定在竖直平面内,一根轻绳两端各系一个小球A、B(均可视为质点),轻绳跨过固定在大圆环顶端的小滑轮,A为有孔小球套在光滑的大圆环上。开始时A与大圆环圆心连线和竖直方向夹角为,A的质量为,B的质量为m,大圆环半径为R,重力加速度为g。由静止释放A、B,则在A球下滑到最低点的过程中(不计一切摩擦)( )
A. A球重力的瞬时功率一直变大
B. B球所受拉力可能小于其重力
C. A球到达最低点时的速度大小
D. A球与大圆环圆心等高时B球的速度大小
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据P=mgvy,可知当A滑到最低点时,速度与重力垂直,重力的瞬时功率为0,则A球重力的瞬时功率先增大后减小,A错误;
B.B球的速度等于A球沿绳方向的分速度,最低点时该速度为0,可知B球先加速后减速,减速后B球失重,则拉力小于重力,B正确;
C.A球到达最低点的过程中,根据系统机械能守恒可知
解得,C错误;
D.A球与大圆环圆心等高时,根据系统机械能守恒有
解得B球的速度,D正确。
故选BD。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 实验小组用如图甲所示的装置做“探究平抛运动的特点”的实验。在某次实验过程中,实验小组将背景换成方格纸,通过频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的球A和球B运动的照片,a、b、c、d为连续拍照记录下的球B的四个位置。重力加速度g=10m/s2,据此回答下列问题:
(1)实验观察到A球与B球总是同时落地,从图乙中发现同一时刻两球始终处于同一高度,由此得出结论:___________;
(2)从图乙中可以判断出a点___________(填“是”或“不是”)抛出点;
(3)图乙中每个小方格的边长为5.00cm,则频闪相机的连续两次拍照的时间间隔T=___________s,球B做平抛运动的初速度大小v0=___________m/s。(计算结果均保留2位有效数字)
【答案】(1)平抛运动的竖直分运动是自由落体运动
(2)是 (3) ①. 0.10 ②. 1.5
【解析】
【小问1详解】
由于球A、B同一时刻始终处于同一高度,说明两小球在竖直方向上的运动相同,球A做的是自由落体运动,说明球B在竖直方向的分运动是自由落体运动。
【小问2详解】
由题图乙可知,球B在从a点运动到b点、从b点运动到c点、c点运动到d点的时间相同,且在竖直方向上满足,说明a点是抛出点。
【小问3详解】
[1]根据平抛运动的规律可得
解得
[2]球B做平抛运动的初速度大小为
12. 某同学用如图甲所示的装置利用自由落体法验证机械能守恒定律,请完成下列实验过程中的问题:
(1)下列操作的先后顺序正确的是______(填字母)。
A. 先接通电源后放手 B. 先放手后接通电源
C. 接通电源和放手应同时 D. 以上说法都不对
(2)实验中,按照正确的操作得到如图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O(纸带上第一个点)的距离分别为、、。已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m,从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能变化量______,动能变化量______。(均用题中相关字母表示)
(3)分析结果,若发现重力势能变化量绝对值小于动能变化量,可能的原因是______(填字母)。
A. 纸带受到阻力较大 B. 先放手后接通电源
C. 先接通电源后放手 D. 阻力与重力之比很小
【答案】(1)A (2) ①. ②. (3)B
【解析】
【小问1详解】
为了充分利用纸带,避免纸带上出现大量的空白段落,实验中先接通电源后放手,释放纸带。
故选A。
【小问2详解】
[1]O为起始点,即打点O时速度为0,则从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能变化量为
[2]匀变速直线运动全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,则打B点的速度为
动能变化量
解得
【小问3详解】
正常情况下实验中,由于各种阻力的存在,会导致机械能有损耗,即重力势能的减小量总略大于动能的增加量,而此实验恰相反,可知是实验操作错误引起的,可能是物体实际上具有初速度,而数据处理时认为初速度为0,即可能的原因是先放手后接通电源。
故选B。
13. “嫦娥六号”绕月球做匀速圆周运动,如图所示,已知“嫦娥六号”距月球表面高度为h,绕月球运动的周期为T,月球半径为R,引力常量为G。求:
(1)月球质量M;
(2)月球的平均密度;
(3)月球的第一宇宙速度大小v。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据万有引力提供向心力
解得
【小问2详解】
根据题意,由公式 ,
联立解得
【小问3详解】
根据万有引力提供向心力
结合(1)中求得
解得
14. 如图甲所示,一人在水平地面上对小车施加水平恒定的推力,使其由静止开始运动,并在时刻撤去推力,整个过程小车运动的图像如图乙所示。小车所受阻力恒定,求:
(1)在内和内,小车运动的位移大小之比;
(2)在整个过程中,小车所受推力做的功与克服阻力做的功之比;
(3)在整个过程中,小车所受推力的大小与阻力的大小之比。
【答案】(1)1:2;(1)1:1;(2)3:1
【解析】
【详解】(1)在内小车的位移
内小车的位移
小车运动的位移大小之比1:2;
(2)在整个过程中,根据动能定理
即小车所受推力做的功与克服阻力做的功之比1:1;
(3)在整个过程中,根据动能定理
可得小车所受推力的大小与阻力的大小之比
15. 如图所示,竖直平面内固定的光滑半圆轨道BCD和光滑半圆管道DE在D点平滑连接,D、E分别为光滑半圆轨道和光滑半圆管道的最高点,O,O'分别为半圆轨道和管道的圆心,C点与圆心O等高。水平地面与半圆轨道最低点B平滑连接,在水平地面的P点处有一竖直挡板,A点有一可视为质点的物块,一轻质弹簧水平放置在P、A间,左端固定在挡板上,右端与物块接触(未拴接,开始弹簧处于原长),P、A间地面光滑,A、B间地面粗糙。现使物块压缩弹簧(始终处于弹性限度内),某时刻由静止释放。已知物块质量m=1kg,A、B间地面长度L=0.2m,物块与A、B间地面的动摩擦因数μ=0.5,半圆轨道半径R=0.9m,半圆管道半径r=0.1m,重力加速度g=10m/s2,物块可视为质点,管道半径远大于其粗细。
(1)若释放后,物块恰好能运动到C点,求:
①物块经过B点时对轨道的压力N的大小;
②弹簧所具有的弹性势能Ep0的大小;
(2)若释放后,物块能经过E点,求释放时弹簧所具有的弹性势能最小值Epmin及此时经过E点时的速度vmin的大小。(结果可保留根号)
【答案】(1)①30N,②10J;(2)23.5J,
【解析】
【详解】(1)①从B到C,根据机械能守恒
得
在B点,根据牛顿第二定律
得轨道对物块的支持力
根据牛顿第三定律,物块经过B点时对轨道的压力
N=
②根据能量守恒
得
(2)若释放后,经过E点,根据牛顿第二定律
代入数据得
当时,根据能量守恒可得,经过D点的速度
此时
所以此种情况下不能到达D点。所以应该是通过D点最小速度求解。根据
联立得
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昭平中学2025年春季学期高一年级第二次月考
物理
全卷满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑;非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答;字体工整,笔迹清楚。
4.考试结束后,请将试卷和答题卡一并上交。
5.本卷主要考查内容:必修第二册。
一、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. 匀速圆周运动是一种匀速运动
B. 匀速圆周运动是一种变速运动
C. 匀速圆周运动是一种匀变速运动
D. 物体做圆周运动时其合外力垂直于速度方向,不改变线速度的大小
2. 下列关于物理学发展历史的说法正确的是( )
A. “笔尖下发现的行星一海王星”的发现者是伽利略
B. 开普勒分析卡文迪什的观测数据,提出了关于行星运动的三大定律
C. 卡文迪什利用扭秤实验比较准确地测算出了引力常量的值
D. 哥白尼大胆反驳地心说,提出了日心说,并发现行星沿椭圆轨道运行的规律
3. 跳伞是一种极限运动,假设某跳伞运动员在由静止开始下落的过程中始终受恒定阻力(不含空气对降落伞的作用力)作用,打开降落伞前下落了一段距离,打开降落伞后开始做匀减速直线运动,下列说法正确的是( )
A. 跳伞运动员打开降落伞前的过程中恒定阻力做负功
B. 跳伞运动员打开降落伞前的过程中重力做负功
C. 跳伞运动员打开降落伞后重力做功的功率逐渐增大
D. 跳伞运动员打开降落伞后恒定阻力做正功
4. 北京时间2025年1月7日4时00分,我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭,成功将实践二十五号卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功,该卫星主要用于卫星燃料补加与延寿服务技术验证,轨道高度略高于同步轨道,下列说法正确的是( )
A. 实践二十五号卫星的周期大于24h
B. 实践二十五号卫星的速度大于静止卫星的速度
C. 实践二十五号卫星的加速度大于静止卫星的加速度
D. 实践二十五号卫星的角速度大于静止卫星的角速度
5. 如图所示,两岸平行的河流宽为150m。现要求一汽艇船(可视为质点)从岸边的某点能以最短位移渡河。已知汽艇船在静水中的速度大小为5m/s,水流速度v的大小恒为3m/s,则此过程汽艇船渡河的时间为( )
A. 30s B. 35s C. 36s D. 37.5s
6. 如图所示,轻弹簧一端固定,另一端与一圆环相连,圆环套在光滑的竖直固定杆上。圆环从M点由静止释放,通过N点时弹簧处于原长,圆环在M点、P点的机械能相同。则圆环( )
A. 由M点运动到P点的过程中圆环的机械能守恒
B. 在M点与P点时弹簧的弹性势能相同
C. 由N点运动到P点的过程中圆环做减速运动
D. 到达P点时的速度为0
7. 一辆列车总质量,发动机的额定功率。列车在水平轨道上直线行驶时,轨道对列车的阻力f恒为车重力的0.01倍,重力加速度。若列车从静止开始以的加速度匀加速启动,则这一过程维持的最长时间为( )
A. 15s B. 20s C. 25s D. 30s
二、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. 抗震救灾国之大事,2025年1月7日,西藏定日县发生6.8级地震,为保障灾民生命财产安全,消防队员利用直升机为灾民配送物资。某次在执行任务时,直升机距离地面高度,水平飞行速度,所配送物资的质量为(含包装材料),物资投出后恰好垂直落在一倾角为的斜坡上的预定地点。不计空气阻力,重力加速度,下列说法正确的是( )
A. 物资投出后下落的高度为
B. 物资投出后运动的时间为
C. 物资落到斜坡上的速度大小为
D. 从物资释放到落到斜坡上发生的水平位移为
9. 如图甲所示,铺设铁路时,弯道处的外轨会略高于内轨。现有一列火车以恒定速率v通过一弯道(视为水平圆周运动),火车的轮缘恰好不对内、外轨道挤压。如图乙所示为转弯时一节车厢内,放在桌面上的水杯与火车保持相对静止,且杯内的水面与轨道所在平面平行,已知火车轨道所在平面与水平面间的夹角为,弯道的转弯半径为R,水杯与水的总质量为m,重力加速度为g。则下列说法正确的是( )
A. B.
C. 水杯对桌面的静摩擦力大小为0 D. 水杯对车厢侧壁的压力大小为0
10. 如图所示,大圆环固定在竖直平面内,一根轻绳两端各系一个小球A、B(均可视为质点),轻绳跨过固定在大圆环顶端的小滑轮,A为有孔小球套在光滑的大圆环上。开始时A与大圆环圆心连线和竖直方向夹角为,A的质量为,B的质量为m,大圆环半径为R,重力加速度为g。由静止释放A、B,则在A球下滑到最低点的过程中(不计一切摩擦)( )
A. A球重力的瞬时功率一直变大
B. B球所受拉力可能小于其重力
C. A球到达最低点时的速度大小
D. A球与大圆环圆心等高时B球的速度大小
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 实验小组用如图甲所示的装置做“探究平抛运动的特点”的实验。在某次实验过程中,实验小组将背景换成方格纸,通过频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的球A和球B运动的照片,a、b、c、d为连续拍照记录下的球B的四个位置。重力加速度g=10m/s2,据此回答下列问题:
(1)实验观察到A球与B球总是同时落地,从图乙中发现同一时刻两球始终处于同一高度,由此得出结论:___________;
(2)从图乙中可以判断出a点___________(填“是”或“不是”)抛出点;
(3)图乙中每个小方格的边长为5.00cm,则频闪相机的连续两次拍照的时间间隔T=___________s,球B做平抛运动的初速度大小v0=___________m/s。(计算结果均保留2位有效数字)
12. 某同学用如图甲所示的装置利用自由落体法验证机械能守恒定律,请完成下列实验过程中的问题:
(1)下列操作的先后顺序正确的是______(填字母)。
A. 先接通电源后放手 B. 先放手后接通电源
C. 接通电源和放手应同时 D. 以上说法都不对
(2)实验中,按照正确的操作得到如图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O(纸带上第一个点)的距离分别为、、。已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m,从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能变化量______,动能变化量______。(均用题中相关字母表示)
(3)分析结果,若发现重力势能变化量绝对值小于动能变化量,可能的原因是______(填字母)。
A. 纸带受到阻力较大 B. 先放手后接通电源
C. 先接通电源后放手 D. 阻力与重力之比很小
13. “嫦娥六号”绕月球做匀速圆周运动,如图所示,已知“嫦娥六号”距月球表面高度为h,绕月球运动的周期为T,月球半径为R,引力常量为G。求:
(1)月球质量M;
(2)月球的平均密度;
(3)月球的第一宇宙速度大小v。
14. 如图甲所示,一人在水平地面上对小车施加水平恒定的推力,使其由静止开始运动,并在时刻撤去推力,整个过程小车运动的图像如图乙所示。小车所受阻力恒定,求:
(1)在内和内,小车运动的位移大小之比;
(2)在整个过程中,小车所受推力做的功与克服阻力做的功之比;
(3)在整个过程中,小车所受推力的大小与阻力的大小之比。
15. 如图所示,竖直平面内固定的光滑半圆轨道BCD和光滑半圆管道DE在D点平滑连接,D、E分别为光滑半圆轨道和光滑半圆管道的最高点,O,O'分别为半圆轨道和管道的圆心,C点与圆心O等高。水平地面与半圆轨道最低点B平滑连接,在水平地面的P点处有一竖直挡板,A点有一可视为质点的物块,一轻质弹簧水平放置在P、A间,左端固定在挡板上,右端与物块接触(未拴接,开始弹簧处于原长),P、A间地面光滑,A、B间地面粗糙。现使物块压缩弹簧(始终处于弹性限度内),某时刻由静止释放。已知物块质量m=1kg,A、B间地面长度L=0.2m,物块与A、B间地面的动摩擦因数μ=0.5,半圆轨道半径R=0.9m,半圆管道半径r=0.1m,重力加速度g=10m/s2,物块可视为质点,管道半径远大于其粗细。
(1)若释放后,物块恰好能运动到C点,求:
①物块经过B点时对轨道的压力N的大小;
②弹簧所具有的弹性势能Ep0的大小;
(2)若释放后,物块能经过E点,求释放时弹簧所具有的弹性势能最小值Epmin及此时经过E点时的速度vmin的大小。(结果可保留根号)
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