精品解析:山西省吕梁市第一中学2024-2025学年高一下学期第六次月考物理试题
2025-08-28
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内容正文:
高一年级第六次月考物理试卷
一、单选题(每小题4分,共28分)
1. 下列说法正确的是( )
A. 静摩擦力一定不做功
B. 滑动摩擦力一定对物体做负功
C. 一对平衡力对物体做功的代数和一定为零
D. 一对作用力和反作用力,若作用力做正功,则反作用力一定做负功
【答案】C
【解析】
【详解】A.静摩擦力对物体可做正功,可做负功,也可能不做功,选项A错误;
B.滑动摩擦力对物体可做正功,可做负功,也可能不做功,选项B错误;
C.一对平衡力等大反向,其位移相同,则对物体做功的代数和一定为零,选项C正确;
D.一对作用力和反作用力,若作用力做正功,则反作用力可能做正功,也可能做负功,也可能不做功,选项D错误。
故选C。
2. 如图所示,水平光滑长杆上套有物块A,一细线跨过固定在天花板上O点的轻质定滑轮一端连接A,另一端悬挂物块B。开始时A位于P点,M为O点正下方杆上一点,N是P、M之间的任意一点,现将A、B由静止释放。下列说法正确的是( )
A. A从P到M过程,A的速度先增大后减小
B. A从P到M过程,B的速度先增大后减小
C. A通过N点时速度比此时B的速度小
D. A到达M之前,绳子对B的拉力始终大于B的重力
【答案】B
【解析】
【详解】A.A从P到M过程,绳的拉力一直对A做正功,可知A的速度一直增大,A错误;
B.A在P点和M点时B的速度均为零,可知A从P到M过程B的速度先增大后减小,B正确;
C.A通过N点时(θ为细绳与水平杆的夹角)可知,此时A的速度比此时B的速度大,C错误;
D.A到达M之前,因B先向下加速后减速,即先失重后超重,则绳子对B的拉力先小于B的重力后大于B的重力,D错误。
故选B。
3. 如图所示为嫦娥六号在登月过程中的轨道变化,中心处为月球。从轨道 I变轨到轨道Ⅲ, 在A、B两点该航天器点火变速。已知轨道 I、Ⅲ为圆形轨道,半径分别为R1和R2,嫦娥六号在轨道I上绕行时周期为T,轨道Ⅱ为椭圆轨道。轨道 I和 Ⅱ相切于A点,轨道Ⅱ和Ⅲ相切于B点。由此可分析( )
A. 轨道Ⅲ上的环绕速度小于在轨道I上的环绕速度
B. 沿轨道I和轨道Ⅱ分别经过A点时加速度大小相等
C. 沿轨道I和轨道Ⅱ分别经过A点时速度大小相等
D. 根据题干条件,无法求得嫦娥六号卫星从A点到B点的时间
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据
解得
轨道Ⅲ的半径小于轨道I的半径,则轨道Ⅲ上的环绕速度大于在轨道I上的环绕速度,故A错误;
B.根据牛顿第二定律有
解得
可知,沿轨道I和轨道Ⅱ分别经过A点时加速度大小相等,故B正确;
C.沿轨道I相对于轨道Ⅱ是高轨道,由沿轨道I到轨道Ⅱ需要在切点位置减速,可知,沿轨道I经过A点的速度大于沿轨道Ⅱ经过A点的速度,故C错误;
D.根据开普勒第三定律有
嫦娥六号卫星从A点到B点的时间
可知,根据题干条件,可以求得嫦娥六号卫星从A点到B点的时间,故D错误。
故选B。
4. 如图,两个完全相同的小球分别用不可伸长的轻绳悬挂于点,A球在一个竖直平面内左右摆动,最大摆角为,B球在水平面内做圆周运动,轻绳与竖直方向的夹角也为,不计空气阻力,A球经过最低点时所受轻绳的拉力与B球转动时所受轻绳的拉力大小相等,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设小球A和B的质量均为,绳长为,对A从开始下落带最低点的过程应用动能定理
在最低点根据牛顿第二定理得
对小球B受力分析则
解得
故选C。
5. 如图所示,两个完全相同的小球A、B,在同一高度处以相同大小的初速度v分别水平抛出和竖直向上抛出,下列说法正确的是( )
A. 两小球落地时的速度相同
B. 两小球落地时,重力的瞬时功率大小一样
C. 从开始运动至落地,A球速度的变化率较大
D. 从开始运动至落地,重力对两球做功的平均功率A的大于B的
【答案】D
【解析】
【详解】A.两个小球在运动的过程中都是只有重力做功,机械能守恒,所以根据机械能守恒可以知两物体落地时速度大小相等,方向不同,所以速度不同,故A错误;
B.到达底端时两物体的速率相同,重力也相同,但A物体重力与速度有夹角,B物体重力与速度方向相同,所以落地前的瞬间B物体重力的瞬时功率大于A物体重力的瞬时功率,故B错误;
C.根据
速度的变化量是相同的,则
速度的变化率是一个定值,且相等,A、B的速度变化率相等,故C错误;
D.从开始运动至落地,重力对两小球做功相同,但过程A所需时间小于B所需时间,根据
知道重力对A小球做功的平均功率较大,故D正确。
故选D。
6. 在水平推力F作用下,光滑斜面与物块相对静止且沿水平面向左做匀加速直线运动,斜面倾角为α,物块质量为m,当斜面的位移为s时,斜面对物体的做功为( )
A. 0 B.
C. D. Fs
【答案】B
【解析】
【详解】由题意可知,斜面对物块只存在支持力FN,且物块在竖直方向上合力为零,即
解得
当斜面的位移为s时,斜面对物体的做功为
故选B。
7. 木星的卫星中有四颗是伽利略发现的,称为伽利略卫星,其中木卫一、木卫二与木卫三的周期之比为,木卫二的质量为,绕木星做匀速圆周运动的轨道半径为,木星的质量为,半径为,忽略木星的自转,木星表面的重力加速度大小为,G取。下列说法正确的是( )
A. 三个卫星的线速度大小之比为
B. 木卫二绕木星做匀速圆周运动的向心加速度大小是
C. 根据题目中所给的已知数据不能求出木卫二的周期
D. 根据题目中所给的已知数据可以验证木星表面物体所受木星的引力与木卫二所受木星的引力为同种性质的力
【答案】D
【解析】
【详解】AC.对卫星,万有引力提供向心力,有
得
因为知道木卫二的轨道半径和木星的质量,所以可以求出木卫二的周期。又由题有木卫一、木卫二与木卫三的周期之比为,所以木卫一、木卫二与木卫三的轨道半径比为。由公式
可知三个卫星的线速度大小之比,故AC错误;
B.对木卫二,万有引力提供向心力,有
得
故B错误;
D.对木星表面物体,假设其重力等于万有引力,有
得
此值与题目给出的木星表面的重力加速度大小一致,可见木星表面物体所受木星的引力与木卫二所受木星的引力为同种性质的力,故D正确。
故选D。
二、多选题(每小题6分,共18分)
8. 如图所示,一塔式起重机正在工作,在某段时间内,吊车将质量为M的重物从静止开始以恒定的加速度a()竖直下降,当下降高度为h时,速度为v,在这个过程中,下列说法正确的是( )
A. 重物的重力势能减少了 B. 起重机对重物做功为
C. 重物的动能增加了 D. 重物的合外力做功为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.重物的重力势能减少了,A错误;
B.根据动能定理
解得起重机对重物做功为,B正确;
CD.根据动能定理,重物的动能增加了,C正确,D错误。
故选BC。
9. 如图电视画面上每隔更迭一帧,当屏幕上出现一辆匀速奔驰的情景时,观众如果注视车辆的辐条,往往会产生奇怪的感觉,设车上有八根对称分布的完全相同的辐条,以下说法正确的是( )
A. 若在内,每根辐条恰好转过45°,则观众觉得车轮是不动的
B. 若在内,每根辐条恰好转过365°,则观众觉得车轮是不动的
C. 若在内,每根辐条恰好转过365°,则观众觉得车轮是倒转的
D. 若在内,每根辐条恰好转过355°,则观众觉得车轮是倒转的
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】当观众觉得车轮不动时,说明在内,每根辐条的初末位置相重合,则每根辐条转过的角度
因此转动45°会使得辐条都是重合的,而转动365°相当于每根辐条向前转动了5°,此时车轮向前转动,而转动355°相当于辐条向后转动了5度,此时车轮向后转动。
故选AD。
10. 如图甲所示,轻弹簧一端固定在地面上,另一端与质量为的物块相连,物块叠放在物块上但不与相连,。开始时整个系统处于静止状态,从时刻开始,对施加一竖直向上的力使物块做匀加速直线运动。力随时间变化的规律如图乙所示,取重力加速度,下列说法正确的是( )
A. 内向上运动的距离为
B. 弹簧的劲度系数
C. 运动过程中的最大速度为
D. 内做的功为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.设弹簧劲度系数为k,F未作用时,弹簧压缩量为,整体受到总的重力和弹力而平衡,即
时,F作用瞬间,设整体加速度为大小为a,由牛顿第二定律有
图乙可知0时刻
联立解得连接体共同运动的加速度
时发生突变,共同匀加速位移为
故A正确;
B.图像可知A、B分离出现在0.2s时刻,且分离瞬间A、B之间弹力为零,对A有
解得
故B错误;
C.A、B分离时整体速度
物块仍在加速,因此的最大速度超过,故C错误;
D.分离瞬间对,设拉力为,由牛顿第二定律方程
联立以上解得
根据胡克定律,随上升位移线性变化,内对位移的平均作用力为
做功
故D正确。
故选AD 。
三、实验题(11题与12题每空2分,共12分)
11. 一同学通过图甲所示的装置探究物体做圆周运动的向心力与质量、轨道半径及线速度的关系。滑块套在光滑水平杆上,随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动,力传感器通过一细绳连接滑块,用来测量向心力的大小F,滑块上固定一遮光片,与固定在铁架台上的光电门可测量滑块的线速度v。该同学先保持滑块质量m和运动半径r不变,探究向心力大小与线速度大小的关系。
(1)该同学采用的实验方法主要是_________;(填正确答案标号)
A. 等效替代法 B. 理想模型法 C. 控制变量法
(2)该同学通过改变转速测量多组数据,记录力传感器示数F,算出对应的线速度v及的数值,以为横轴,F为纵轴,作出图线,如图乙所示,图线斜率的物理意义是____________。若滑块运动半径,由图线可得滑块的质量_________kg(保留2位有效数字)。
【答案】(1)C (2) ①. ②. 0.20
【解析】
【小问1详解】
该实验研究一个物理量与多个物理量之间的关系,采用的实验方法主要是控制变量法,故选C。
【小问2详解】
[1]根据可知图线斜率的物理意义是。
[2]由图可知,若滑块运动半径,由图线可得滑块的质量kg。
12. 疫情居家学习期间,某同学设计了一个探究平抛运动特点的家庭实验装置,在水平桌面放置一个曲面,每次都让钢球从曲面上离桌面高度为h的同一位置滚下,滚过桌面后便做平抛运动,已知平抛运动在水平方向为匀速直线运动,为了探究平抛运动在竖直方向的运动性质,需要记录每隔相等时间内竖直方向的位移,他把桌子搬到墙的附近,把白纸和复写纸附在墙上,使从水平桌面滚下的钢球能打到墙上,从而记录钢球的落点,改变桌子和墙的距离,就可以得到多组数据。
(1)下面关于本实验说法正确的是_________。
A. 本实验需要用天平测量出钢球的质量
B. 本实验中需要曲面必须光滑
C. 实验中桌子和墙的距离必须满足
D. 实验中桌子和墙的距离必须满足
(2)该同学利用测量出的平抛运动的水平位移和竖直高度,通过计算得到了平抛运动的水平速度,为了检验实验的准确性,该同学测量出钢球离桌面的高度h,利用动能定理求得。如果实验测量和计算均正确无误,________。(填“大于”、“等于”或“小于”)。出现上述结果的原因是:________。
【答案】(1)D (2) ①. 小于 ②. 未考虑曲面阻力对小球所做的功
【解析】
【小问1详解】
A.平抛运动实验不需要测量小球的质量,故A错误;
B.曲面没有必要光滑,只要保证小球每次从曲面同一高度开始运动就可以,故B错误;
CD.平抛运动水平方向做匀速运动,本实验需要记录每隔相等时间内竖直方向的位移,所以水平方向间隔距离应该相等,即实验中桌子和墙的距离必须满足,故C错误,D正确;
故选D。
【小问2详解】
[1][2]小球在沿曲面运动到曲面最低点的过程中,若利用动能定理
可得,显然这是未考虑曲面阻力对小球所做的功得到的结果,所以,可知如果实验测量和计算均正确无误,则应有小于。
四、解答题(13题12分,14题14分,15题16分)
13. 如图所示,水平圆盘直径AB与C点同线,在C点正上方h处有一可视为质点的小球沿与圆盘直径AB平行的方向以一定的初速度水平抛出,O点为圆盘圆心,已知圆盘半径为R,B、C两点间的距离为R,D为圆周边缘上一点,且OD与AB垂直,重力加速度为g,不计空气阻力。
(1)求当圆盘固定时,要使小球落在圆盘上,求速度大小范围;
(2)若圆盘绕圆心O点由图示位置沿逆时针做匀速圆周运动,经过一段时间后,小球恰好与圆盘在D点相遇,求圆盘转动线速度大小的可能值。
【答案】(1)R;(2))R、3)
【解析】
【详解】(1)小球做平抛运动,根据
解得小球做平抛运动的时间
当小球落在B点时,初速度最小,则最小速度为
当小球落在A点时,初速度最大,则最大速度为
所以圆盘固定时,要使小球落在圆盘上,速度大小范围为
(2)根据
根据圆周运动的周期性,可知相遇时D点转过的角度为
线速度大小为
联立解得
)R、3)
14. 如图所示,光滑倾斜轨道AB和水平轨道BC平滑连接(小球经过时速度大小不变),轨道AB距地面高h的A点有一个质量m=1kg的小球无初速释放,小球从C点向右进入半径R=1m的光滑圆形轨道,圆形轨道底部C处前后错开,小球可以从C点向右离开圆形轨道,在水平轨道上继续前进。已知小球与水平轨道间的动摩擦因数,水平轨道BC长L=1m,不计其它阻力,重力加速度。
(1)若释放点A高度h=3m,求小球到达B点的速度大小;
(2)要使小球完成圆周运动,则释放点A的高度h需要满足什么条件;
(3)若小球恰好不脱离轨道,求小球最后静止的位置到圆轨道最低点C的距离。
【答案】(1);(2)不小于2.9m;(3)C点的左侧0.5m处或在C点右侧6.25m处
【解析】
【详解】(1)从A到B,根据动能定理有
解得
(2)要使小球完成圆周运动,则小球在最高点时最小速度需重力提供向心力,则有
根据动能定理有
解得
则可知要使小球完成圆周运动,则释放点A的高度h需要不小于2.9m;
(3)若小球恰好不脱离轨道,第一种情况是,即小球从2.9m高处滑下,过圆最高点后,从C点向右离开圆形轨道,小球最后静止的位置到圆轨道最低点C的距离为x,根据动能定理
解得
即小球最后静止的位置在C点的右侧,距圆轨道最低点C的距离为6.25m;
若小球恰好不脱轨道,第二情况是,小球从斜面滑下后最高点只刚好到与圆心等高处,然后滑回来过C点向左滑,根据动能定理有
解得
即小球最后静止的位置在C点的左侧,因BC长L=1m,所以小球最后停在BC中点处、距圆轨道最低点点C的距离为0.5m。
综上所述,小球最后静止的位置可能在C点的左侧0.5m处或在C点右侧6.25m处。
15. 如图所示,在竖直平面内一粗糙的斜面AB与光滑的圆弧轨道BCD相切于B点,C点是最低点,圆心角∠BOC=37°,D与圆心O等高,圆弧轨道半径R=1m。一质量m=0.2kg的滑块(可视为质点)从D点的正上方h=1.6m的E点处自由下落,滑块恰好能运动到A点。已知滑块与斜面AB间的动摩擦因数μ=0.25。取sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2。求:
(1)斜面AB的长度;
(2)滑块第一次到达圆弧轨道BCD的最低点C时,对C点的压力大小;
(3)滑块在斜面上运动的总路程及总时间。
【答案】(1)m;(2);(3)m,
【解析】
【详解】(1)设斜面AB的长度为x,则由功能关系有
解得
m
(2)设滑块第一次到达C点的速度为,根据动能定理得
则滑块第一次到达圆弧轨道BCD的最低点C时,对C点的压力大小满足
解得
(3)滑块最后在圆弧轨道中做往复运动,最高点为B点,则由功能关系有
解得
m
滑块沿斜面AB向上运动时有
滑块沿斜面AB向下运动时有
设滑块第1次经过B点向上滑时的速度为,从斜面上返回B点时的速度为,第2次经过B点向上滑时的速度为,从斜面上返回B点时的速度为…,则有
得
得
……
(2,3,4,…)
所以
(2,3,4,…)
解得
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高一年级第六次月考物理试卷
一、单选题(每小题4分,共28分)
1. 下列说法正确的是( )
A. 静摩擦力一定不做功
B. 滑动摩擦力一定对物体做负功
C. 一对平衡力对物体做功的代数和一定为零
D. 一对作用力和反作用力,若作用力做正功,则反作用力一定做负功
2. 如图所示,水平光滑长杆上套有物块A,一细线跨过固定在天花板上O点的轻质定滑轮一端连接A,另一端悬挂物块B。开始时A位于P点,M为O点正下方杆上一点,N是P、M之间的任意一点,现将A、B由静止释放。下列说法正确的是( )
A. A从P到M过程,A的速度先增大后减小
B. A从P到M过程,B的速度先增大后减小
C. A通过N点时速度比此时B的速度小
D. A到达M之前,绳子对B的拉力始终大于B的重力
3. 如图所示为嫦娥六号在登月过程中的轨道变化,中心处为月球。从轨道 I变轨到轨道Ⅲ, 在A、B两点该航天器点火变速。已知轨道 I、Ⅲ为圆形轨道,半径分别为R1和R2,嫦娥六号在轨道I上绕行时周期为T,轨道Ⅱ为椭圆轨道。轨道 I和 Ⅱ相切于A点,轨道Ⅱ和Ⅲ相切于B点。由此可分析( )
A. 轨道Ⅲ上的环绕速度小于在轨道I上的环绕速度
B. 沿轨道I和轨道Ⅱ分别经过A点时加速度大小相等
C. 沿轨道I和轨道Ⅱ分别经过A点时速度大小相等
D. 根据题干条件,无法求得嫦娥六号卫星从A点到B点的时间
4. 如图,两个完全相同的小球分别用不可伸长的轻绳悬挂于点,A球在一个竖直平面内左右摆动,最大摆角为,B球在水平面内做圆周运动,轻绳与竖直方向的夹角也为,不计空气阻力,A球经过最低点时所受轻绳的拉力与B球转动时所受轻绳的拉力大小相等,则等于( )
A. B. C. D.
5. 如图所示,两个完全相同的小球A、B,在同一高度处以相同大小的初速度v分别水平抛出和竖直向上抛出,下列说法正确的是( )
A. 两小球落地时的速度相同
B. 两小球落地时,重力的瞬时功率大小一样
C. 从开始运动至落地,A球速度的变化率较大
D. 从开始运动至落地,重力对两球做功的平均功率A的大于B的
6. 在水平推力F作用下,光滑斜面与物块相对静止且沿水平面向左做匀加速直线运动,斜面倾角为α,物块质量为m,当斜面的位移为s时,斜面对物体的做功为( )
A. 0 B.
C. D. Fs
7. 木星的卫星中有四颗是伽利略发现的,称为伽利略卫星,其中木卫一、木卫二与木卫三的周期之比为,木卫二的质量为,绕木星做匀速圆周运动的轨道半径为,木星的质量为,半径为,忽略木星的自转,木星表面的重力加速度大小为,G取。下列说法正确的是( )
A. 三个卫星的线速度大小之比为
B. 木卫二绕木星做匀速圆周运动的向心加速度大小是
C. 根据题目中所给的已知数据不能求出木卫二的周期
D. 根据题目中所给的已知数据可以验证木星表面物体所受木星的引力与木卫二所受木星的引力为同种性质的力
二、多选题(每小题6分,共18分)
8. 如图所示,一塔式起重机正在工作,在某段时间内,吊车将质量为M的重物从静止开始以恒定的加速度a()竖直下降,当下降高度为h时,速度为v,在这个过程中,下列说法正确的是( )
A. 重物的重力势能减少了 B. 起重机对重物做功为
C. 重物的动能增加了 D. 重物的合外力做功为
9. 如图电视画面上每隔更迭一帧,当屏幕上出现一辆匀速奔驰的情景时,观众如果注视车辆的辐条,往往会产生奇怪的感觉,设车上有八根对称分布的完全相同的辐条,以下说法正确的是( )
A. 若在内,每根辐条恰好转过45°,则观众觉得车轮是不动的
B. 若在内,每根辐条恰好转过365°,则观众觉得车轮是不动的
C. 若在内,每根辐条恰好转过365°,则观众觉得车轮是倒转的
D. 若在内,每根辐条恰好转过355°,则观众觉得车轮是倒转的
10. 如图甲所示,轻弹簧一端固定在地面上,另一端与质量为的物块相连,物块叠放在物块上但不与相连,。开始时整个系统处于静止状态,从时刻开始,对施加一竖直向上的力使物块做匀加速直线运动。力随时间变化的规律如图乙所示,取重力加速度,下列说法正确的是( )
A. 内向上运动的距离为
B. 弹簧的劲度系数
C. 运动过程中的最大速度为
D. 内做的功为
三、实验题(11题与12题每空2分,共12分)
11. 一同学通过图甲所示的装置探究物体做圆周运动的向心力与质量、轨道半径及线速度的关系。滑块套在光滑水平杆上,随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动,力传感器通过一细绳连接滑块,用来测量向心力的大小F,滑块上固定一遮光片,与固定在铁架台上的光电门可测量滑块的线速度v。该同学先保持滑块质量m和运动半径r不变,探究向心力大小与线速度大小的关系。
(1)该同学采用的实验方法主要是_________;(填正确答案标号)
A. 等效替代法 B. 理想模型法 C. 控制变量法
(2)该同学通过改变转速测量多组数据,记录力传感器示数F,算出对应的线速度v及的数值,以为横轴,F为纵轴,作出图线,如图乙所示,图线斜率的物理意义是____________。若滑块运动半径,由图线可得滑块的质量_________kg(保留2位有效数字)。
12. 疫情居家学习期间,某同学设计了一个探究平抛运动特点的家庭实验装置,在水平桌面放置一个曲面,每次都让钢球从曲面上离桌面高度为h的同一位置滚下,滚过桌面后便做平抛运动,已知平抛运动在水平方向为匀速直线运动,为了探究平抛运动在竖直方向的运动性质,需要记录每隔相等时间内竖直方向的位移,他把桌子搬到墙的附近,把白纸和复写纸附在墙上,使从水平桌面滚下的钢球能打到墙上,从而记录钢球的落点,改变桌子和墙的距离,就可以得到多组数据。
(1)下面关于本实验说法正确的是_________。
A. 本实验需要用天平测量出钢球的质量
B. 本实验中需要曲面必须光滑
C. 实验中桌子和墙的距离必须满足
D. 实验中桌子和墙的距离必须满足
(2)该同学利用测量出的平抛运动的水平位移和竖直高度,通过计算得到了平抛运动的水平速度,为了检验实验的准确性,该同学测量出钢球离桌面的高度h,利用动能定理求得。如果实验测量和计算均正确无误,________。(填“大于”、“等于”或“小于”)。出现上述结果的原因是:________。
四、解答题(13题12分,14题14分,15题16分)
13. 如图所示,水平圆盘直径AB与C点同线,在C点正上方h处有一可视为质点的小球沿与圆盘直径AB平行的方向以一定的初速度水平抛出,O点为圆盘圆心,已知圆盘半径为R,B、C两点间的距离为R,D为圆周边缘上一点,且OD与AB垂直,重力加速度为g,不计空气阻力。
(1)求当圆盘固定时,要使小球落在圆盘上,求速度大小范围;
(2)若圆盘绕圆心O点由图示位置沿逆时针做匀速圆周运动,经过一段时间后,小球恰好与圆盘在D点相遇,求圆盘转动线速度大小的可能值。
14. 如图所示,光滑倾斜轨道AB和水平轨道BC平滑连接(小球经过时速度大小不变),轨道AB距地面高h的A点有一个质量m=1kg的小球无初速释放,小球从C点向右进入半径R=1m的光滑圆形轨道,圆形轨道底部C处前后错开,小球可以从C点向右离开圆形轨道,在水平轨道上继续前进。已知小球与水平轨道间的动摩擦因数,水平轨道BC长L=1m,不计其它阻力,重力加速度。
(1)若释放点A高度h=3m,求小球到达B点的速度大小;
(2)要使小球完成圆周运动,则释放点A的高度h需要满足什么条件;
(3)若小球恰好不脱离轨道,求小球最后静止的位置到圆轨道最低点C的距离。
15. 如图所示,在竖直平面内一粗糙的斜面AB与光滑的圆弧轨道BCD相切于B点,C点是最低点,圆心角∠BOC=37°,D与圆心O等高,圆弧轨道半径R=1m。一质量m=0.2kg的滑块(可视为质点)从D点的正上方h=1.6m的E点处自由下落,滑块恰好能运动到A点。已知滑块与斜面AB间的动摩擦因数μ=0.25。取sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2。求:
(1)斜面AB的长度;
(2)滑块第一次到达圆弧轨道BCD的最低点C时,对C点的压力大小;
(3)滑块在斜面上运动的总路程及总时间。
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