精品解析:四川省内江市第一中学2025-2026学年高三上学期第一次月考物理试题
2025-10-21
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内容正文:
内江一中高2026届高三第一次月考物理试题
一、单选题(本题共7个小题,每题4分,共28分)
1. 在航空航天、汽车工程、能源动力等诸多领域中,流体动力学模型扮演着至关重要的角色。研究表明,球形物体在液体中运动时除了受到浮力,还会受到阻力,其关系式为:f=kηrvx,式中η称为黏性系数,其单位为kg/(m·s),r和v分别是球的半径和速度,k是一个无单位的常数。根据国际单位制推断指数x的数值是( )
A. 1 B. C. 2 D. 3
2. 综合实践活动中,科创小组进行了水火箭制作与放飞比赛,如图1。图2甲是其设计图,图2乙是水火箭发射后的速度随时间变化的图像(不考虑空气阻力,时刻水火箭中的水恰好喷完)。下列说法正确的是( )
A. 向下喷水的过程中,水火箭对水向下的作用力大于水对它向上的作用力
B. 由图像可知,时刻水火箭受到平衡力
C. 由图像可知,时刻水火箭到达最高点
D. 由图像可知,与时刻机械能的大小相等
3. 如图所示,三根长度均为L的轻绳分别连接于C、D两点,A、B两端被悬挂在水平天花板上,相距2L。现在C点上悬挂一个质量为m的重物,为使CD绳保持水平,在D点上可施加外力F(重力加速度为g),则下列说法中正确的是( )
A. AC绳的拉力为 B. CD绳的拉力为
C. 外力F的最小值为 D. 外力F的最小值为
4. 如图所示,绕过滑轮的轻绳一端固定在竖直墙上,站在地面上的人用手拉着绳的另一端,滑轮下吊着一个小球,处于静止状态,保持B点高度不变,在人缓慢向左移动一小段距离的过程中( )
A. 绳上张力变小 B. 地面对人的摩擦力变大
C. 人对地面的压力变大 D. 滑轮受到绳的作用力变大
5. 如图所示,物体在摩擦力的作用下沿水平地面做匀减速直线运动的位移与时间的关系图像是抛物线的一部分,图像任O点的切线过B点,在A点的切线与横轴平行,取重力加速度大小,下列说法正确的是( )
A. 物体的减速距离为 B. 物体的初速度大小为
C. 物体沿地面运动的时间为 D. 物体与地面间的动摩擦因数为0.1
6. 取一根长2m左右的细线,5个铁垫圈和一个金属盘,在线端系上第一个垫圈,隔12cm再系一个,以后垫圈之间的距离分别是36cm、60cm、84cm,如图所示。站在椅子上,向上提起线的上端,让线自由垂下,且第一个垫圈紧靠放在地上的金属盘,松手后开始计时,若不计空气阻力,则第2、3、4、5个垫圈( )
A. 落到盘上的声音时间间隔越来越大
B. 落到盘上的声音时间间隔相等
C. 依次落到盘上的速率关系为
D. 依次落到盘上的时间关系为
7. 如图所示,质量为m=1.5kg的托盘放在竖直放置的轻质弹簧上方,质量为M=10.5kg的物块放在托盘里处于静止状态,已知弹簧劲度系数k=800N/m。现对物块施加一向上的力F,使它向上做匀加速直线运动,已知F的最大值为168N。重力加速度g=10m/s2。则下列说法正确的是( )
A. 物块的加速度为16m/s2
B. F的最小值为65N
C. 从开始运动,物块和托盘经0.3s分离
D. 物块和托盘分离时速度为1.2m/s
二、多选题(本题共3个小题,每题6分,选对但不全的得3分,共计18分)
8. 倾角为θ的传送带以恒定速率v0顺时针转动,t=0时在传送带底端无初速轻放一物块,如图所示;t0时刻物块运动到传送带中间某位置,速度达到v0;不计空气阻力,则物块从传送带底端运动到顶端的过程中,速度v、水平位移x随时间t变化的关系图线可能正确的是( )
A. B.
C. D.
9. 如图所示,bc为固定在小车上的水平横杆,物块M串在杆上,靠摩擦力保持相对杆静止,M又通过轻细线悬吊着一个小球m,此时小车正以大小为a的加速度向右做匀加速运动,而M、m均相对小车静止,细线与竖直方向的夹角为θ,小车的加速度逐渐增加,M始终和小车保持相对静止,当加速度增加到2a时( )
A. 横杆对M的摩擦力增加到原来的2倍
B. 横杆对M的弹力增加到原来的2倍
C. 细线与竖直方向的夹角的正切值变为原来的2倍
D. 细线的拉力变为原来的2倍
10. 滑沙运动是小孩比较喜欢的一项运动,其运动过程可类比为如图所示的模型,倾角为37°的斜坡上有长为1m的滑板,滑板与沙间的动摩擦因数为。小孩(可视为质点)坐在滑板上端,与滑板一起由静止开始下滑。小孩与滑板之间的动摩擦因数取决于小孩的衣料,假设图中小孩与滑板间的动摩擦因数为0.5,小孩的质量与滑板的质量相等,斜坡足够长,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2,则下列判断正确的是( )
A. 小孩在滑板上下滑的加速度大小为2 m/s2
B. 小孩和滑板脱离前滑板的加速度大小为0.5 m/s2
C. 经过的时间,小孩离开滑板
D. 小孩离开滑板时的速度大小为
三、实验题
11. 某同学想用一根弹簧测量某物块的质量,设计了如图甲所示的装置。轻弹簧的左端与固定在水平桌面上的挡板连接,挡板与桌子边沿的毫米刻度尺的零刻度线对齐。绕过桌子右端定滑轮的轻绳,一端连接轻弹簧右端,另一端悬吊若干个质量均为50g的钩码,滑轮与轻弹簧间的轻绳与桌面平行,弹簧右端连有一竖直指针,其位置可在刻度尺上读出。
(1)不挂钩码时,指针指在图乙中所指的位置,则弹簧的原长___________
(2)依次挂上1个、2个、3个个钩码进行多次实验,每次待稳定后,分别测出指针所指位置的刻度尺示数,求出每次实验弹簧的伸长量,其中_________(结果用表示),作图像如图丙所示。
(3)根据图丙,撤去钩码,挂上待测物块,稳定时弹簧的伸长量为1.50cm,则物块的质量_________g。
12. 在某次探究加速度与力、质量的关系实验中,甲、乙、丙、丁四位同学分别设计了如图所示的实验装置,小车总质量用M表示,重物质量用m表示。
(1)不需要小车质量远大于重物质量的方案是_______。
(2)需要补偿阻力的方案是_______。
(3)在通过调整长木板的倾角来补偿阻力时,正确的操作是( )
A. 小车后面安装纸带,前面挂重物 B. 小车后面安装纸带,前面不挂重物
C. 小车后面不安装纸带,前面挂重物 D. 小车后面不安装纸带,前面不挂重物
(4)某次实验得到的纸带如图所示,已知所用电源的频率为50Hz,相邻2个计数点之间还有4个计时点没有标出,可求出小车的加速度大小为_______m/s2(计算结果保留2位有效数字)。
(5)按正确实验步骤进行实验,若乙、丙、丁三位同学发现某次测量中力传感器和弹簧测力计读数相同,通过计算得到小车的加速度均为a,则乙、丙、丁实验时所用小车总质量之比为_______。
四、解答题
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. 分拣机器人在快递行业的推广大大提高了工作效率,派件员在分拣处将包裹放在静止机器人的水平托盘上,机器人可将包裹送至指定投递口,停止运动后缓慢翻转托盘,当托盘倾角增大到时,包裹恰好开始下滑,如图甲所示。现机器人要把包裹从分拣处运至相距的投递口处,为了运输安全,包裹需与水平托盘保持相对静止。已知包裹与水平托盘的动摩擦因数,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,重力加速度取,求:
(1)包裹刚开始下滑时的托盘角;
(2)机器人在运输包裹的过程中允许的最大加速度;
(3)若机器人运行的最大速度为vm=3m/s,则机器人从分拣处运行至投递口(恰好静止)所需的最短时间。
15. 如图所示,水平传送带以的速度顺时针匀速率运转,A、B两端点相距4m。现将一可视为质点小物块无初速度地轻放至A点,小物块在传送带上留下划痕,之后离开传送带并无能量损失地滑上与传送带等高的木板。已知小物块质量,木板质量,小物块与传送带、木板间的动摩擦因数均为,木板与地面间的动摩擦因数为,取重力加速度。求:
(1)小物块从A点运动到B点的过程中在传送带上留下划痕的长度;
(2)若,小物块滑上木板时,对小物块施加一个大小为的水平向右的恒力,要使小物块不从木板上滑落,木板至少多长?
(3)若,小物块滑上木板时,改为对木板施加一个大小为的水平向右的恒力,则要使小物块恰好不从木板上滑落,全过程木板的位移是多少?
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内江一中高2026届高三第一次月考物理试题
一、单选题(本题共7个小题,每题4分,共28分)
1. 在航空航天、汽车工程、能源动力等诸多领域中,流体动力学模型扮演着至关重要的角色。研究表明,球形物体在液体中运动时除了受到浮力,还会受到阻力,其关系式为:f=kηrvx,式中η称为黏性系数,其单位为kg/(m·s),r和v分别是球的半径和速度,k是一个无单位的常数。根据国际单位制推断指数x的数值是( )
A. 1 B. C. 2 D. 3
【答案】A
【解析】
【详解】根据牛顿第二定律有
所以
将所有单位代入f=kηrvx,可得
所以
故选A。
2. 综合实践活动中,科创小组进行了水火箭制作与放飞比赛,如图1。图2甲是其设计图,图2乙是水火箭发射后的速度随时间变化的图像(不考虑空气阻力,时刻水火箭中的水恰好喷完)。下列说法正确的是( )
A. 向下喷水的过程中,水火箭对水向下的作用力大于水对它向上的作用力
B. 由图像可知,时刻水火箭受到平衡力
C. 由图像可知,时刻水火箭到达最高点
D. 由图像可知,与时刻机械能的大小相等
【答案】D
【解析】
【详解】A.向下喷水的过程中,水火能对水向下的作用力与水对它向上的作用力是一对相互作用力,根据相互作用力的特点,这两个力大小相等,故A错误;
B.由图像可知,t2时刻水火箭的速度为0,但此时水火箭受到重力作用,合力不为0,不是受到平衡力,故B错误;
C.由图像可知,在t1时刻之后水火箭的速度开始减小,说明t1时刻水火箭的速度达到最大,此后向上做减速运动,t2时刻水火箭的速度为0,所以t2时刻水火箭到达最高点,故C错误;
D.不考虑空气阻力,喷完水后水火箭整个运动过程只有动能和势能之间的相互转化,所以t2与t3时刻机械能的大小相等,故D正确。
故选D。
3. 如图所示,三根长度均为L的轻绳分别连接于C、D两点,A、B两端被悬挂在水平天花板上,相距2L。现在C点上悬挂一个质量为m的重物,为使CD绳保持水平,在D点上可施加外力F(重力加速度为g),则下列说法中正确的是( )
A. AC绳的拉力为 B. CD绳的拉力为
C. 外力F的最小值为 D. 外力F的最小值为
【答案】D
【解析】
【详解】AB.令AC绳与竖直方向的夹角为θ,根据几何关系有
解得
对C点与重物进行分析,根据平衡条件有
,
解得
,
故AB错误;
CD.对D点进行受力分析,作出矢量动态三角形如图所示
可知,当外力F方向与绳BD垂直时,外力F最小,则有
故C错误,D正确。
故选D。
4. 如图所示,绕过滑轮的轻绳一端固定在竖直墙上,站在地面上的人用手拉着绳的另一端,滑轮下吊着一个小球,处于静止状态,保持B点高度不变,在人缓慢向左移动一小段距离的过程中( )
A. 绳上张力变小 B. 地面对人的摩擦力变大
C. 人对地面的压力变大 D. 滑轮受到绳的作用力变大
【答案】B
【解析】
【详解】A.滑轮两边绳上的力大小相等,人缓慢向左移动一小段距离的过程,滑轮两边绳间的夹角变大,根据平衡条件可得
解得
由于变大,可知绳上张力变大,故A错误;
B.对人分析,可知地面对人的摩擦力为
由于变大,可知地面对人的摩擦力变大,故B正确;
C.对人分析,竖直方向有
可知地面对人的支持力保持不变,则人对地面的压力不变,故C错误;
D.对滑轮与小球整体分析可知,滑轮受到绳的作用力为
即滑轮受到绳的作用力不变,故D错误。
故选B。
5. 如图所示,物体在摩擦力的作用下沿水平地面做匀减速直线运动的位移与时间的关系图像是抛物线的一部分,图像任O点的切线过B点,在A点的切线与横轴平行,取重力加速度大小,下列说法正确的是( )
A. 物体的减速距离为 B. 物体的初速度大小为
C. 物体沿地面运动的时间为 D. 物体与地面间的动摩擦因数为0.1
【答案】C
【解析】
【详解】AB.位移与时间的关系图像中某点的斜率表示该时刻的瞬时速度,O点的切线过B点,物体的初速度大小为4m/s;在A点的切线与横轴平行,所以A点对应的时刻物体的减速到零,减速距离为4m,故A、B错误;
C.由运动学公式
解得
故C正确;
D.根据
解得
故D错误。
故选C。
6. 取一根长2m左右的细线,5个铁垫圈和一个金属盘,在线端系上第一个垫圈,隔12cm再系一个,以后垫圈之间的距离分别是36cm、60cm、84cm,如图所示。站在椅子上,向上提起线的上端,让线自由垂下,且第一个垫圈紧靠放在地上的金属盘,松手后开始计时,若不计空气阻力,则第2、3、4、5个垫圈( )
A. 落到盘上的声音时间间隔越来越大
B. 落到盘上的声音时间间隔相等
C. 依次落到盘上的速率关系为
D. 依次落到盘上的时间关系为
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】ABD.5个铁垫圈同时做自由落体运动,第2、3、4、5个垫圈经过位移之比为
由可得,第2、3、4、5个垫圈落到盘中需要的时间之比
则落到盘上的声音时间间隔相等,故选项AD错误,B正确;
C.由可得,第2、3、4、5个垫圈依次落到盘上的速率之比为
故选项C错误。
故选B。
【点睛】
7. 如图所示,质量为m=1.5kg的托盘放在竖直放置的轻质弹簧上方,质量为M=10.5kg的物块放在托盘里处于静止状态,已知弹簧劲度系数k=800N/m。现对物块施加一向上的力F,使它向上做匀加速直线运动,已知F的最大值为168N。重力加速度g=10m/s2。则下列说法正确的是( )
A. 物块的加速度为16m/s2
B. F的最小值为65N
C. 从开始运动,物块和托盘经0.3s分离
D. 物块和托盘分离时速度为1.2m/s
【答案】D
【解析】
【详解】A.物块和托盘分离时,F最大,对物块,根据牛顿第二定律有
代入数据解得,故A错误;
B.施加F前,对物块和托盘整体分析,根据平衡条件可知
施加F瞬间,F最小,根据牛顿第二定律有
所以,故B错误;
C.物块和托盘分离时,设弹簧的压缩量为x1,对托盘,根据牛顿第二定律有
根据位移时间关系可得
联立解得,故C错误;
D.根据运动学规律有,故D正确。
故选D。
二、多选题(本题共3个小题,每题6分,选对但不全的得3分,共计18分)
8. 倾角为θ的传送带以恒定速率v0顺时针转动,t=0时在传送带底端无初速轻放一物块,如图所示;t0时刻物块运动到传送带中间某位置,速度达到v0;不计空气阻力,则物块从传送带底端运动到顶端的过程中,速度v、水平位移x随时间t变化的关系图线可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【解析】
【详解】时间内:物体轻放在传送带上,做加速运动。受力分析可知,物体受重力、支持力、滑动摩擦力,滑动摩擦力大于重力的下滑分力,有
加速度不变,故物块做匀加速运动,该过程图像为正比例函数,图像为抛物线;
之后:当物块速度与传送带相同时,静摩擦力与重力的下滑分力相等,加速度突变为零,物块做匀速直线运动,该过程图像与t轴平行,图像斜率不变。
故选AD。
9. 如图所示,bc为固定在小车上的水平横杆,物块M串在杆上,靠摩擦力保持相对杆静止,M又通过轻细线悬吊着一个小球m,此时小车正以大小为a的加速度向右做匀加速运动,而M、m均相对小车静止,细线与竖直方向的夹角为θ,小车的加速度逐渐增加,M始终和小车保持相对静止,当加速度增加到2a时( )
A. 横杆对M的摩擦力增加到原来的2倍
B. 横杆对M的弹力增加到原来的2倍
C. 细线与竖直方向的夹角的正切值变为原来的2倍
D. 细线的拉力变为原来的2倍
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.对小球和物块组成的整体,分析受力如图所示
根据牛顿第二定律得,水平方向
竖直方向
则当加速度增加到2a时,横杆对M的摩擦力f增加到原来的2倍,横杆对M的弹力等于两个物体的总重力,保持不变,故A正确,B错误;
C.以小球为研究对象,分析受力情况如图所示
由牛顿第二定律得
解得
当a增加到两倍时,变为两倍,故C正确;
D.细线的拉力
可见a变为两倍,T不是原来的两倍,故D错误。
故选AC。
10. 滑沙运动是小孩比较喜欢的一项运动,其运动过程可类比为如图所示的模型,倾角为37°的斜坡上有长为1m的滑板,滑板与沙间的动摩擦因数为。小孩(可视为质点)坐在滑板上端,与滑板一起由静止开始下滑。小孩与滑板之间的动摩擦因数取决于小孩的衣料,假设图中小孩与滑板间的动摩擦因数为0.5,小孩的质量与滑板的质量相等,斜坡足够长,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2,则下列判断正确的是( )
A. 小孩在滑板上下滑的加速度大小为2 m/s2
B. 小孩和滑板脱离前滑板的加速度大小为0.5 m/s2
C. 经过的时间,小孩离开滑板
D. 小孩离开滑板时的速度大小为
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.对小孩,由牛顿第二定律,加速度大小为
同理对滑板,加速度大小为
选项A正确,B错误;
CD.要使小孩与滑板分离
解得
(另一解不符合,舍去)
离开滑板时小孩的速度大小为
故C正确,D错误。
故选AC。
三、实验题
11. 某同学想用一根弹簧测量某物块的质量,设计了如图甲所示的装置。轻弹簧的左端与固定在水平桌面上的挡板连接,挡板与桌子边沿的毫米刻度尺的零刻度线对齐。绕过桌子右端定滑轮的轻绳,一端连接轻弹簧右端,另一端悬吊若干个质量均为50g的钩码,滑轮与轻弹簧间的轻绳与桌面平行,弹簧右端连有一竖直指针,其位置可在刻度尺上读出。
(1)不挂钩码时,指针指在图乙中所指的位置,则弹簧的原长___________
(2)依次挂上1个、2个、3个个钩码进行多次实验,每次待稳定后,分别测出指针所指位置的刻度尺示数,求出每次实验弹簧的伸长量,其中_________(结果用表示),作图像如图丙所示。
(3)根据图丙,撤去钩码,挂上待测物块,稳定时弹簧的伸长量为1.50cm,则物块的质量_________g。
【答案】(1)20.0
(2)
(3)125
【解析】
【小问1详解】
不挂钩码时,指针指在图乙中所指的位置,则弹簧的原长
【小问2详解】
弹簧的伸长量等于稳定后弹簧的长度减去弹簧的原长,则有
【小问3详解】
撤去钩码,挂上待测物块,稳定时弹簧的伸长量为1.50cm,根据图丙,可得
其中一个钩码的质量为,解得物块的质量为
12. 在某次探究加速度与力、质量的关系实验中,甲、乙、丙、丁四位同学分别设计了如图所示的实验装置,小车总质量用M表示,重物质量用m表示。
(1)不需要小车质量远大于重物质量的方案是_______。
(2)需要补偿阻力的方案是_______。
(3)在通过调整长木板的倾角来补偿阻力时,正确的操作是( )
A. 小车后面安装纸带,前面挂重物 B. 小车后面安装纸带,前面不挂重物
C. 小车后面不安装纸带,前面挂重物 D. 小车后面不安装纸带,前面不挂重物
(4)某次实验得到的纸带如图所示,已知所用电源的频率为50Hz,相邻2个计数点之间还有4个计时点没有标出,可求出小车的加速度大小为_______m/s2(计算结果保留2位有效数字)。
(5)按正确实验步骤进行实验,若乙、丙、丁三位同学发现某次测量中力传感器和弹簧测力计读数相同,通过计算得到小车的加速度均为a,则乙、丙、丁实验时所用小车总质量之比为_______。
【答案】(1)甲、乙、丙、丁
(2)乙、丙、丁 (3)B
(4)0.79 (5)2:1:1
【解析】
【小问1详解】
图甲中细线拉力可以通过力的传感器测得,所以不需要小车质量远大于重物质量;图乙中细线拉力可以通过弹簧测力计测得,图丙中细线拉力可以通过力传感器测得,图丁中细线拉力可以通过弹簧测力计测得,则不需要小车质量远大于重物质量的方案是:甲、乙、丙、丁。
【小问2详解】
甲图中,小车与气垫导轨间摩擦力可以忽略,所以不需要补偿阻力,而乙、丙、丁中小车与长木板间存在摩擦力,所以需要补偿阻力的方案是:乙、丙、丁。
【小问3详解】
在通过调整长木板的倾角来补偿阻力时,小车前面不挂重物,通过纸带判断小车是否做匀速直线运动,所以小车后面要安装纸带。
故选B。
【小问4详解】
相邻两个计数点之间还有4个计时点没有标出,则相邻计数点的时间间隔为
根据逐差法可得小车的加速度大小为
【小问5详解】
若乙、丙、丁三位同学发现某次测量中力传感器和弹簧测力计读数相同,通过计算得到小车的加速度均为a,对乙图,有
对丙图,有
对丁图,有
则乙、丙、丁实验时所用小车总质量之比为
四、解答题
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. 分拣机器人在快递行业的推广大大提高了工作效率,派件员在分拣处将包裹放在静止机器人的水平托盘上,机器人可将包裹送至指定投递口,停止运动后缓慢翻转托盘,当托盘倾角增大到时,包裹恰好开始下滑,如图甲所示。现机器人要把包裹从分拣处运至相距的投递口处,为了运输安全,包裹需与水平托盘保持相对静止。已知包裹与水平托盘的动摩擦因数,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,重力加速度取,求:
(1)包裹刚开始下滑时的托盘角;
(2)机器人在运输包裹的过程中允许的最大加速度;
(3)若机器人运行的最大速度为vm=3m/s,则机器人从分拣处运行至投递口(恰好静止)所需的最短时间。
【答案】(1)37° (2)7.5m/s2
(3)15.4s
【解析】
【小问1详解】
根据题意,当包裹刚开始下滑时满足
可得
【小问2详解】
当包裹与水平托盘间的摩擦力达到最大静摩擦力时,加速度最大,即
所以
【小问3详解】
当机器人先以最大加速度做匀加速直线运动,加速至最大速度,然后做匀速直线运动,最后以最大加速度做匀减速直线运动至零时,机器人从供包台运行至分拣口所需时间最短,则匀加速直线运动阶段有
匀减速阶段有
所以匀速运动的时间为
联立可得
15. 如图所示,水平传送带以的速度顺时针匀速率运转,A、B两端点相距4m。现将一可视为质点小物块无初速度地轻放至A点,小物块在传送带上留下划痕,之后离开传送带并无能量损失地滑上与传送带等高的木板。已知小物块质量,木板质量,小物块与传送带、木板间的动摩擦因数均为,木板与地面间的动摩擦因数为,取重力加速度。求:
(1)小物块从A点运动到B点的过程中在传送带上留下划痕的长度;
(2)若,小物块滑上木板时,对小物块施加一个大小为的水平向右的恒力,要使小物块不从木板上滑落,木板至少多长?
(3)若,小物块滑上木板时,改为对木板施加一个大小为的水平向右的恒力,则要使小物块恰好不从木板上滑落,全过程木板的位移是多少?
【答案】(1)0.5m
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小物块在传送带上滑动时的加速度大小为
加速到与传送带速度相等所用的时间为
加速的位移为
匀速的时间为
则总时间为
传送带上留下划痕长度
【小问2详解】
由于
则木板不动,小物块在木板上滑行的加速度大小
当小物块速度减小0时刚好到达木板最右端,此时有
则
【小问3详解】
由于
则长木板的加速度大小为
小物块的加速度仍为4m/s2,小物块与木板速度相等所用的时间为,则有
即
解得
此过程小物块和木板的位移分别为,
所以木板的长度至少为
共速时
此后经判断物块与木板相对静止共同减速运动
从相对静止共同减速运动速度为0所用的时间为
逆向分析此过程木板的位移为
木板总位移为
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