内容正文:
河南省信阳高级中学北湖校区2025-2026学年高二上期开学测试
物理试题
一、单选题(本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一个选项正确,每小题4分;第8~10题有多个选项正确,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1. 如图所示,将小物块放在向右运动传送带的A点,一段时间内小物块向右运动了S1,此时传送带的A点与小物块间距离为S2,且小物块的速度仍小于传送带速度,小物块与传送带间的滑动摩擦力为f,则( )
A. 摩擦力对小物块做功为
B. 摩擦力对小物块做功为
C. 摩擦力对传送带做功为
D. 摩擦力对传送带做功为
2. 野外高空作业时,使用无人机给工人运送零件。如图,某次运送过程中的一段时间内,无人机向左水平飞行,零件用轻绳悬挂于无人机下方,并相对于无人机静止,轻绳与竖直方向成一定角度。忽略零件所受空气阻力,则在该段时间内( )
A. 无人机做匀速运动 B. 零件所受合外力为零
C. 零件的惯性逐渐变大 D. 零件的重力势能保持不变
3. 如图所示,实线为三条电场线,从电场中M点以相同的速度方向射出a、b两个带电粒子,其仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示。则( )
A. a的电势能将减小,b的电势能将增加
B. a一定带正电,b一定带负电
C. a的速度将增加,b的速度也将增加
D. 该电场的等差等势面为曲线且从左往右越来越稀疏
4. 神舟十六号载人飞船入轨后顺利完成人轨状态设置,采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱径向端口。对接过程的示意图如图所示,神舟十六号飞船处于半径为的圆轨道Ⅰ,运行周期为T1,线速度为,通过变轨操作后,沿椭圆轨道Ⅱ运动到B处与天和核心舱对接,轨道Ⅱ上A点的线速度为,运行周期为T2;天和核心舱处于半径为的圆轨道Ⅲ,运行周期为T3,线速度为;则神舟十六号飞船( )
A.
B. T1>T2>T3
C. 在轨道Ⅱ上B点处的加速度大于轨道Ⅲ上B点处的加速度
D. 该卫星在轨道Ⅰ运行时的机械能比在轨道Ⅲ运行时的机械能大
5. 如图所示,一辆正以速度v匀速行驶的货车上载有一个木箱,遇到紧急情况时以加速度a刹车,已知木箱到驾驶室的距离为L,木箱与货车间的动摩擦因数为,重力加速度为g,若,则刹车过程中( )
A. 木箱一定会撞到驾驶室
B. 木箱和货车同时停止运动
C. 货车受到木箱的摩擦力水平向右
D. 为保证安全,需满足
6. 万有引力定律是人类科学史上最伟大的发现之一,下列有关万有引力定律说法正确的是( )
A. 牛顿通过实验验证了万有引力定律
B. 由万有引力定律公式可知,当时,
C. 牛顿根据牛顿运动定律和开普勒行星运动定律得出万有引力定律,并测出了引力常量
D. 引力常量的普适性是万有引力定律正确性的有力证据
7. 如图所示的电场中有A、B两点,下列判断不正确的是( )
A. 电势φA>φB,场强EA>EB
B. 电势φA>φB,场强EA<EB
C. 将电荷量为q的正电荷从A点移到B点,电场力做正功,电势能减少
D. 将电荷量为q的负电荷分别放在A、B两点,电荷具有的电势能EpA<EpB
8. 如图甲所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧至最低点,然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此反复,通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力F随时间t的变化图像如图乙所示,则( )
A. t2时刻小球速度为零
B. t2至t3时间内,小球速度一直增大
C. t2至t3时间内,小球速度先增大后减小
D. t3时刻小球返回出发点
9. 如图所示,质量mB=2kg的水平托盘B与一竖直放置的轻弹簧焊接,托盘上放一质量mA=1kg的小物块A,整个装置静止。现对小物块A施加一个竖直向上的变力F,使其从静止开始以加速度a=2m/s2做匀加速直线运动,已知弹簧的劲度系数k=600N/m,g=10m/s2。以下结论正确的是( )
A. 变力F的最小值为2N
B. 变力F的最小值为6N
C. 小物块A与托盘B分离瞬间的速度为0.2m/s
D. 小物块A与托盘B分离瞬间的速度为m/s
10. 如图所示,在平行于纸面的匀强电场中,一质量为m、带电量为的粒子仅在电场力作用下先后以同样大小的速度v经过同一条直线上的a,b两点,在a点的速度方向与直线的夹角,a,b两点间的距离为L。下列说法正确的是( )
A. 电场强度垂直a,b所在的直线向左 B. 在b点的速度方向与直线的夹角
C. 从a到b运动的过程的中最小速度为 D. 电场强度的大小为
二、实验题(每空2分,共计16分)
11. 某同学利用图示的气垫导轨实验装置验证机械能守恒定律,主要实验步骤如下:
A.将桌面上的气垫导轨调至水平;
B.测出遮光条的宽度d
C.将滑块移至图示位置,测出遮光条到光电门的距离l
D.由静止释放滑块,读出遮光条通过光电门的遮光时间t
E.秤出托盘和砝码总质量,滑块(含遮光条)的质量
已知当地重力加速度为g,回答以下问题(用题中所给的字母表示)
(1)遮光条通过光电门时的速度大小为_________;
(2)遮光条由静止运动至光电门的过程,系统重力势能减少了_________,遮光条经过光电门时,滑块、托盘和砝码的总动能为_________;
(3)通过改变滑块的释放位置,测出多组、数据﹐利用实验数据绘制图像如图。若图中直线的斜率近似等于________,可认为该系统机械能守恒。
12.
(1)如图所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素,使电容器带电后与电源断开,将电容器左侧极板和静电计外壳均接地,电容器右侧极板与静电计金属球相连。该实验使用的科学方法是_____。
A. 控制变量法 B. 类比法 C. 假设法
(2)某同学用如图(a)所示电路测量某电容器的电容。
①按图(a)连接好实验器材后,本实验还需用电压表测量电容器两端的电压,为使所求的电容结果更准确,电压表应接在_____之间(填“c、d”或“m、n”)。
②先将开关接1,再闭合给电容器充电,此过程中电压表的示数随时间变化的图像为_____。
③图(a)中直流电源电动势为,将接2,电流传感器显示放电电流随时间的变化如图(b)所示,该同学查的格数是43格,则电容器的电容_____F(结果保留三位有效数字)。
④若电阻阻值变大,则电容器放电时间和原来相比_____(填“变长”“变短”或“不变”)。
三、解答题(共计38分)
13. 一条绝缘细线上端固定在O点,下端系一个质量为m,带电量为q的小球A,将它置于水平向左的匀强电场中,小球静止时细线与竖直方向夹角成为θ。已知重力加速度为g。
(1)判断小球电性并简要说明理由;
(2)求出匀强电场强度大小;
(3)求仅撤去电场与仅剪断绳子两种情况下小球的瞬时加速度大小之比。
14. 如图所示,斜面体C静置于水平地面上,物块A悬挂在绳OP、OQ的结点O处,OP水平,OQ与竖直方向的夹角为53°且跨过轻质光滑定滑轮与斜面体C上质量为的物块B相连,斜面体C的质量,倾角为53°,B与C之间、C与地面之间的动摩擦因数均为。改变物块A的质量,使A、B、C始终保持静止,设滑动摩擦力与最大静摩擦力相等,g取,,,则:
(1)当B与C之间的摩擦力恰好为零时,求绳OQ的拉力大小;
(2)当A的质量时,求物块B受到摩擦力的大小和方向;
(3)求物块A质量的最大值。
15. 如图所示,粗糙水平面AB与竖直面内的光滑半圆形轨道在B点平滑相接,轨道半径,一质量的小滑块(可视为质点)将弹簧压缩至A点后由静止释放,经过B点后恰能通过最高点C做平抛运动。已知小滑块与轨道AB间的动摩擦因数,AB的长度L=2m,g=10m/s2。
(1)求小滑块通过最高点C时速度的大小;
(2)求弹簧压缩至A点时弹簧的弹性势能;
(3)保持(2)中的弹性势能不变,仅减小半圆形轨道半径的大小,则轨道半径多大时小滑块从最高点C飞出后的水平位移x最大,x最大值为多少?
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河南省信阳高级中学北湖校区2025-2026学年高二上期开学测试
物理试题
一、单选题(本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一个选项正确,每小题4分;第8~10题有多个选项正确,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1. 如图所示,将小物块放在向右运动传送带的A点,一段时间内小物块向右运动了S1,此时传送带的A点与小物块间距离为S2,且小物块的速度仍小于传送带速度,小物块与传送带间的滑动摩擦力为f,则( )
A. 摩擦力对小物块做功为
B. 摩擦力对小物块做功为
C. 摩擦力对传送带做功为
D. 摩擦力对传送带做功为
【答案】C
【解析】
【详解】AB.小物块在传送带上滑动过程S1,摩擦力做正功为
AB错误;
CD.在题目叙述过程中,传送带的位移为
摩擦力对传送带做负功为
C正确,D错误。
故选C。
2. 野外高空作业时,使用无人机给工人运送零件。如图,某次运送过程中的一段时间内,无人机向左水平飞行,零件用轻绳悬挂于无人机下方,并相对于无人机静止,轻绳与竖直方向成一定角度。忽略零件所受空气阻力,则在该段时间内( )
A. 无人机做匀速运动 B. 零件所受合外力为零
C. 零件的惯性逐渐变大 D. 零件的重力势能保持不变
【答案】D
【解析】
【详解】D.无人机沿水平方向飞行,零件相对于无人机静止,也沿水平方向飞行做直线运动,故零件的高度不变,可知零件的重力势能保持不变,D正确;
AB.对零件受力分析,受重力和绳子的拉力,由于零件沿水平方向做直线运动,可知合外力沿水平方向,提供水平方向的加速度。零件水平向左做匀加速直线运动,AB错误;
C.惯性的大小只与质量有关,零件的质量不变,故零件的惯性不变,C错误。
故选D。
3. 如图所示,实线为三条电场线,从电场中M点以相同的速度方向射出a、b两个带电粒子,其仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示。则( )
A. a的电势能将减小,b的电势能将增加
B. a一定带正电,b一定带负电
C. a的速度将增加,b的速度也将增加
D. 该电场的等差等势面为曲线且从左往右越来越稀疏
【答案】C
【解析】
【详解】AC.两个带电粒子都只在电场力作用下运动,所以所受的合力即为电场力,由图可知粒子运动方向与合力方向夹角均小于,所以电场力对两个粒子都做正功,两个粒子的电势能都减小,速度都增大,C正确,A错误;
B.电场强度方向未知,无法判断电荷的正负,B错误;
D.等势面与电场线垂直且电场线越密的地方等差等势面越密,所以该电场的等差等势面为曲线且从左往右看越来越密集,D错误。
故选C。
4. 神舟十六号载人飞船入轨后顺利完成人轨状态设置,采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱径向端口。对接过程的示意图如图所示,神舟十六号飞船处于半径为的圆轨道Ⅰ,运行周期为T1,线速度为,通过变轨操作后,沿椭圆轨道Ⅱ运动到B处与天和核心舱对接,轨道Ⅱ上A点的线速度为,运行周期为T2;天和核心舱处于半径为的圆轨道Ⅲ,运行周期为T3,线速度为;则神舟十六号飞船( )
A.
B. T1>T2>T3
C. 在轨道Ⅱ上B点处的加速度大于轨道Ⅲ上B点处的加速度
D. 该卫星在轨道Ⅰ运行时的机械能比在轨道Ⅲ运行时的机械能大
【答案】A
【解析】
【详解】A.飞船从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ需要加速,所以经过A点时
圆轨道时,根据
所以
综合得
故A正确;
B.根据开普勒第三定律,轨道半长轴越大,周期越大,故B错误;
C.根据
则同一点处的加速度应该相等,故C错误;
D.根据变轨原理可知,从低轨道到高轨道应点火加速,外力做正功,则卫星在轨道Ⅰ运行时的机械能比在轨道Ⅲ运行时的机械能小,故D错误。
故选A。
5. 如图所示,一辆正以速度v匀速行驶的货车上载有一个木箱,遇到紧急情况时以加速度a刹车,已知木箱到驾驶室的距离为L,木箱与货车间的动摩擦因数为,重力加速度为g,若,则刹车过程中( )
A. 木箱一定会撞到驾驶室
B. 木箱和货车同时停止运动
C. 货车受到木箱的摩擦力水平向右
D. 为保证安全,需满足
【答案】D
【解析】
【详解】C.货车遇到紧急情况时以加速度a刹车,由于木箱做匀减速运动的最大加速度为
由于,可知木箱相对于货车向左运动,木箱受到货车的摩擦力水平向右,则货车受到木箱的摩擦力水平向左,故C错误;
B.货车停下所用时间为
木箱停下所用时间为
可知木箱和货车不是同时停止运动,故B错误;
AD.货车从开始刹车到停下通过的位移大小为
木箱从开始刹车到停下通过的位移大小为
则木板与货车发生的相对位移为
为了保证安全,使木箱与驾驶室不发生碰撞,需要满足
故A错误,D正确。
故选D。
6. 万有引力定律是人类科学史上最伟大的发现之一,下列有关万有引力定律说法正确的是( )
A. 牛顿通过实验验证了万有引力定律
B. 由万有引力定律公式可知,当时,
C. 牛顿根据牛顿运动定律和开普勒行星运动定律得出万有引力定律,并测出了引力常量
D. 引力常量的普适性是万有引力定律正确性的有力证据
【答案】D
【解析】
【详解】A.牛顿在前人对天体运动研究的基础上,结合自己提出的运动定律总结推导出了万有引力定律,不是通过实验证明总结出的,故A错误;
B.适用于两个质点间的万有引力,当时,物体不能再视为质点,所以不再适用,F不是趋向于无穷大,故B错误;
C.牛顿推导出了万有引力定律,在万有引力定律的推导过程中运用了牛顿运动定律和开普勒行星运动规律,卡文迪许利用扭秤实验装置测算出引力常量G,故C错误;
D.引力常量的普适性是万有引力定律正确性的有力证据,故D正确。
故选D。
7. 如图所示的电场中有A、B两点,下列判断不正确的是( )
A. 电势φA>φB,场强EA>EB
B. 电势φA>φB,场强EA<EB
C. 将电荷量为q的正电荷从A点移到B点,电场力做正功,电势能减少
D. 将电荷量为q的负电荷分别放在A、B两点,电荷具有的电势能EpA<EpB
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】AB.由图示可知,B处的电场线密,A处的电场线稀疏,因此B点的电场强度大,A点的场强小,即EA<EB;沿着电场线的方向,电势逐渐降低,由图示可知,,故A错误B正确;
C.由于正电荷受力方向与电场方向相同,故将电荷量为q的正电荷从A点移到B点,电场力做正功,电势能减小,故C正确;
D.由于负电荷受力方向与电场方向相反,将电荷量为q的负电荷从A点移到B点,电场力做负功,电势能增加,故EpA<EpB,故D正确。
故选A。
8. 如图甲所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧至最低点,然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此反复,通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力F随时间t的变化图像如图乙所示,则( )
A. t2时刻小球速度为零
B. t2至t3时间内,小球速度一直增大
C. t2至t3时间内,小球速度先增大后减小
D. t3时刻小球返回出发点
【答案】AC
【解析】
【详解】A.小球落到弹簧表面后,开始压缩弹簧,此后弹簧的弹力开始增大,小球受到的合力减小,但方向仍然向下,当重力等于弹力时合力为零,速度达到最大,之后弹力继续增大,弹力大于重力,加速度向上,速度减小,当弹力达到最大时,小球速度为零,所以t1时刻小球速度为零,故A正确;
BC.t2至t3这段时间内,小球受到的弹力逐渐变小,开始时弹力大于重力,小球做加速运动,当弹力等于重力时,速度最大,当弹力小于重力时,小球做减速运动,故小球的速度先增大后减小,故B错误,C正确;
D.t3时刻弹力为0,则此时小球刚脱离弹簧,故D错误。
故选AC。
9. 如图所示,质量mB=2kg的水平托盘B与一竖直放置的轻弹簧焊接,托盘上放一质量mA=1kg的小物块A,整个装置静止。现对小物块A施加一个竖直向上的变力F,使其从静止开始以加速度a=2m/s2做匀加速直线运动,已知弹簧的劲度系数k=600N/m,g=10m/s2。以下结论正确的是( )
A. 变力F的最小值为2N
B. 变力F的最小值为6N
C. 小物块A与托盘B分离瞬间的速度为0.2m/s
D. 小物块A与托盘B分离瞬间的速度为m/s
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.A、B整体受力产生加速度,则有
可得
当FN最大时,F最小,即刚开始施力时,FN最大且等于A和B的重力之和,则
故A错误,B正确;
CD.刚开始,弹簧的压缩量为
A、B分离时,其间恰好无作用力,对托盘B,由牛顿第二定律可知
解得
物块A在这一过程的位移为
由运动学公式可知
代入数据得
故C正确,D错误。
故选BC。
10. 如图所示,在平行于纸面的匀强电场中,一质量为m、带电量为的粒子仅在电场力作用下先后以同样大小的速度v经过同一条直线上的a,b两点,在a点的速度方向与直线的夹角,a,b两点间的距离为L。下列说法正确的是( )
A. 电场强度垂直a,b所在的直线向左 B. 在b点的速度方向与直线的夹角
C. 从a到b运动的过程的中最小速度为 D. 电场强度的大小为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.从a到b,根据动能定理可知电场力做功为零,ab必定是一条等势线,结合轨迹必定向左弯曲可知电场力方向垂直ab向左,又粒子带正电,所以电场方向垂直ab向左,故A正确;
B.根据对称性可知在b点的速度方向与直线的夹角
故B错误;
C.从a到b,当垂直ab方向的速度变为零时,速度最小,最小速度为
故C错误;
D.沿ab方向
垂直ab方向
又
联立解得
故D正确。
故选AD。
二、实验题(每空2分,共计16分)
11. 某同学利用图示的气垫导轨实验装置验证机械能守恒定律,主要实验步骤如下:
A.将桌面上的气垫导轨调至水平;
B.测出遮光条的宽度d
C.将滑块移至图示位置,测出遮光条到光电门的距离l
D.由静止释放滑块,读出遮光条通过光电门的遮光时间t
E.秤出托盘和砝码总质量,滑块(含遮光条)的质量
已知当地重力加速度为g,回答以下问题(用题中所给的字母表示)
(1)遮光条通过光电门时的速度大小为_________;
(2)遮光条由静止运动至光电门的过程,系统重力势能减少了_________,遮光条经过光电门时,滑块、托盘和砝码的总动能为_________;
(3)通过改变滑块的释放位置,测出多组、数据﹐利用实验数据绘制图像如图。若图中直线的斜率近似等于________,可认为该系统机械能守恒。
【答案】 ①. ②. ③. ④.
【解析】
【详解】(1)[1]小车通过光电门时的速度为
(2)[2]从释放到小车经过光电门,这一过程中,系统重力势能减少量为
[3]从释放到小车经过光电门,这一过程中,系统动能增加量为
(3)[4]改变l,做多组实验,做出如图以l为横坐标。以为纵坐标的图像,若机械能守恒成立有
整理有
可知,若图中直线的斜率近似等于,可认为该系统机械能守恒。
12.
(1)如图所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素,使电容器带电后与电源断开,将电容器左侧极板和静电计外壳均接地,电容器右侧极板与静电计金属球相连。该实验使用的科学方法是_____。
A. 控制变量法 B. 类比法 C. 假设法
(2)某同学用如图(a)所示电路测量某电容器的电容。
①按图(a)连接好实验器材后,本实验还需用电压表测量电容器两端的电压,为使所求的电容结果更准确,电压表应接在_____之间(填“c、d”或“m、n”)。
②先将开关接1,再闭合给电容器充电,此过程中电压表的示数随时间变化的图像为_____。
③图(a)中直流电源电动势为,将接2,电流传感器显示放电电流随时间的变化如图(b)所示,该同学查的格数是43格,则电容器的电容_____F(结果保留三位有效数字)。
④若电阻阻值变大,则电容器放电时间和原来相比_____(填“变长”“变短”或“不变”)。
【答案】(1)A (2) ①. c、d ②. B ③. ④. 变长
【解析】
【小问1详解】
本实验中,若研究电容与其中一个变量的关系时,需要其他量保持不变,所以采用的科学方法是控制变量法。
故选A。
【小问2详解】
[1]本实验用放电法测电容器的电容,电压表若接在m、n之间会对电流传感器测得的放电电流产生影响,故电压表应接在c、d之间。
[2]此过程中电容器两板间电压逐渐变大,且增加的越来越慢,最终趋近于等于电源的电动势,则电压表的示数随时间变化的图像为B。
故选B。
[3]图像中的图线和横轴所包围的面积表示电容器释放的电荷量,则电荷量
电容
[4]换用阻值更大的电阻后放电电流会变小,故放电时间变长。
三、解答题(共计38分)
13. 一条绝缘细线上端固定在O点,下端系一个质量为m,带电量为q的小球A,将它置于水平向左的匀强电场中,小球静止时细线与竖直方向夹角成为θ。已知重力加速度为g。
(1)判断小球电性并简要说明理由;
(2)求出匀强电场强度大小;
(3)求仅撤去电场与仅剪断绳子两种情况下小球的瞬时加速度大小之比。
【答案】(1)正电,小球所受电场力方向与电场线方向一致
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小球受力平衡,根据平衡条件可得小球受到电场力向左,小球所受电场力方向与电场线方向一致,故小球带正电。
【小问2详解】
小球受力平衡,根据平衡条件可得
联立解得
,
【小问3详解】
仅撤去电场,小球将做圆周运动,由于小球速度为零,小球的向心加速度为零,根据牛顿第二定律
解得小球的瞬时加速度大小为
仅剪断细绳,小球的合外力与绳子未剪断时的拉力等大反向,根据牛顿第二定律
解得小球的瞬时加速度大小为
则
14. 如图所示,斜面体C静置于水平地面上,物块A悬挂在绳OP、OQ的结点O处,OP水平,OQ与竖直方向的夹角为53°且跨过轻质光滑定滑轮与斜面体C上质量为的物块B相连,斜面体C的质量,倾角为53°,B与C之间、C与地面之间的动摩擦因数均为。改变物块A的质量,使A、B、C始终保持静止,设滑动摩擦力与最大静摩擦力相等,g取,,,则:
(1)当B与C之间的摩擦力恰好为零时,求绳OQ的拉力大小;
(2)当A的质量时,求物块B受到摩擦力的大小和方向;
(3)求物块A质量的最大值。
【答案】(1)12N (2)2N,沿斜面向上
(3)
【解析】
【小问1详解】
当B与C之间的摩擦力恰好为零时,绳OQ的拉力大小
【小问2详解】
当A的质量时,物块B受到的拉力
物块B受到摩擦力的大小
方向沿斜面向上;
【小问3详解】
当物块A质量取最大值时,若C与地面间的摩擦力达到最大,则对ABC整体
对A
解得
此时OQ的拉力
此时B与斜面C间的摩擦力为
此时B与斜面C之间不会产生滑动,则物块A质量的最大值
15. 如图所示,粗糙水平面AB与竖直面内的光滑半圆形轨道在B点平滑相接,轨道半径,一质量的小滑块(可视为质点)将弹簧压缩至A点后由静止释放,经过B点后恰能通过最高点C做平抛运动。已知小滑块与轨道AB间的动摩擦因数,AB的长度L=2m,g=10m/s2。
(1)求小滑块通过最高点C时速度的大小;
(2)求弹簧压缩至A点时弹簧的弹性势能;
(3)保持(2)中的弹性势能不变,仅减小半圆形轨道半径的大小,则轨道半径多大时小滑块从最高点C飞出后的水平位移x最大,x最大值为多少?
【答案】(1)2m/s;(2)1.4J;(3)即时,x有最大值
【解析】
【分析】
【详解】(1)在C点由牛顿第二定律可知
解得
(2)A至C由功能关系可得
代入数据得
(3)保持(2)中的弹性势能不变,则到达B点时速度不变,
小球离开C点后做平抛运动,由平抛规律可得
B至C,由动能定理可得
联立可得
因
所以有
即时,x有最大值
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