精品解析:河南省实验中学2025-2026学年高三上学期第一次月考物理试卷
2025-11-02
|
2份
|
26页
|
308人阅读
|
1人下载
内容正文:
河南省实验中学2025——2026学年上期月考1试卷
年级: 高三 科目: 物理
(时间:75分钟,满分:100 分)
一、选择题(共46分。1—7题为单选,每题4分;8—10题为多选,每题6分。)
1. 随着时代的不断发展以及科技水平的飞速进步,工业机器人已经成为现实生活中十分常见的事物,为人们的工作生活提供了极大便利。图甲所示的送餐用智能机器人在送餐中沿餐厅走廊做直线运动,图乙是该机器人运动的位移时间图像(10~25s的图线为曲线,其余为直线,15s末图像斜率为0)。下列说法正确的是( )
A. 机器人在0~10s内做匀速直线运动 B. 机器人在0~15s内的平均速度大小为m/s
C. 机器人在0~25s内的平均速率为0 D. 机器人在10~15s内平均加速度大小为0.2m/s2
2. A、B两个粗细均匀的同心光滑圆环固定在竖直转轴上,圆心O在转轴上,两环和转轴在同一竖直面内,a、b两个小球分别套在A、B两个圆环上,当两环绕竖直轴匀速转动后,a、b两球在环上的位置可能是( )
A. B.
C. D.
3. 中国科学院“地月空间DRO探索研究”专项团队成功构建国际首个地月空间三星星座,多项原创性科技成果在国际上处于领先地位。如图所示是地月天体系统,在地月连线外侧有一个拉格朗日点,质量为m0的卫星在该点受到质量为M的地球和质量为m的月球的万有引力作用,并恰好和月球一起绕地球做同周期的匀速圆周运动。卫星的引力不影响地球和月球的运动,已知地心、月心间距为R,拉格朗日点距地心距离为L,则( )
A. 卫星周期T1与月球周期T2的关系式
B. 卫星的向心力
C. 卫星m0的发射速度大于11.2km/s
D. 月球的向心加速度大于卫星的向心加速度
4. 一盏电灯重力为G,悬于天花板上A点,在电线O处系一细线,使电线偏离竖直方向的夹角为,且此时与夹角为锐角,如图所示。现保持角不变,缓慢调整方向至虚线位置,则下列说法正确的是( )
A. 中的张力先减小后增大 B. 中的张力先减小后增大
C. 的张力不断减小 D. 中的张力不断减小
5. 如图所示,一根质量分布均匀的木杆竖直立在水平地面上,当木杆倾倒过程中底部没有滑动,则动能恰好与重力势能相等时木杆与水平地面间的夹角为(以地面为零势能面)( )
A. 30° B. 45° C. 60° D. 75°
6. 凤仙花的果实成熟后会突然裂开,将种子以弹射的方式散播出去。如图所示,多粒种子从同一果实同时以相同速率向不同方向弹射,不考虑叶子的遮挡,忽略种子运动过程所受的空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 沿方向弹出的种子,经过最高点时速度为零
B. 若沿方向弹出的种子与沿方向水平弹出的种子运动轨迹相交于点,则两颗种子在点相撞
C. 沿不同方向弹出的种子到达地面时的速度大小相等
D. 位置越高的果实,弹射出的种子落地点离凤仙花越远
7. 如图所示,木块静止在光滑水平面上,两颗不同的子弹A、B从木块两侧同时射入木块,最终都停在木块内,这一过程中木块始终保持静止。若子弹A射入的深度大于子弹B射入的深度,则( )
A. 子弹A的质量一定比子弹B的质量大
B. 入射过程中子弹A受到的阻力比子弹B受到的阻力大
C. 子弹A在木块中运动的时间比子弹B在木块中运动的时间长
D. 子弹A射入木块时的初动能一定比子弹B射入木块时的初动能大
8. 如图所示,一定质量的理想气体从状态a开始,沿图示路径先后到达状态b和c。下列说法正确的是( )
A. 从a到b,气体温度降低
B. 从a到b,气体对外界做功
C. 从b到c,气体内能减小
D. 从b到c,气体从外界吸热
9. 如图所示,一物体在力F作用下沿水平桌面做匀加速直线运动。已知物体质量为m,加速度大小为a,物体和桌面之间的动摩擦因数为,重力加速度为g,在物体移动距离为x的过程中( )
A. 摩擦力做功大小与F方向无关
B. 合力做功大小与F方向无关
C. F为水平方向时,F做功为
D. F做功的最小值为
10. 如图甲所示,足够长的水平传送带以某一恒定速率顺时针转动,一根轻弹簧两端分别与物块和竖直墙面连接,将物块在传送带左端无初速度释放,此时弹簧恰处于原长且为水平。物块向右运动的过程中,受到的摩擦力大小与物块位移的关系如图乙所示。已知物块质量为m,物块与传送带间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,为已知量,则( )
A. 过程,物块所受的摩擦力方向向右
B. 过程,物块做匀加速运动
C. 弹簧的劲度系数为
D. 传送带的速度为
二、实验题(11题8分,12题8分,每空2分,共16分)
11. 某实验小组通过实验探究加速度与力、质量的关系。
(1)利用图甲Ⅰ装置进行实验,要平衡小车受到的阻力。
①平衡阻力的方法是:调整轨道的倾斜度,使小车___________。(选填正确答案标号)
A.能在轨道上保持静止
B.受牵引时,能拖动纸带沿轨道做匀速运动
C.不受牵引时,能拖动纸带沿轨道做匀速运动
②该组同学得到了如图甲Ⅱ所示的一条纸带,相邻两计数点间还有四个点未画出,纸带的加速度大小为___m/s2计算结果保留三位有效数字。
(2)利用图乙装置进行实验,箱体的水平底板上安装有力传感器和加速度传感器,将物体置于力传感器上,箱体沿竖直方向运动。利用传感器测得物体受到的支持力和物体的加速度a,并将数据实时传送到计算机。
①图丙是根据某次实验采集的数据生成的和a随时间t变化的散点图,以竖直向上为正方向。时,物体处于___________(选填“超重”或“失重”)状态;以为横轴、a为纵轴,根据实验数据拟合得到的图像为图丁中的图线a。
②若将物体质量减小一半,重新进行实验,其图像为图丁中的图线___________。(选填“b”“c”或“d”)
12. 某小组设计“验证机械能守恒定律”实验如图甲,一轻绳一端连接在拉力传感器上的O点,另一端连接在直径为d的匀质小钢球上,小钢球球心至O点的长度为L,O点正下方B位置有一光电门记录小钢球通过的时间。将小钢球拉至某一位置由静止释放,同时拉力传感器通过计算机采集小钢球在摆动过程中轻绳上拉力的最大值T和最小值F。改变小钢球的初始释放位置,重复上述过程,根据测量数据绘制的T-F图像如图乙。
(1)小钢球从A位置由静止释放,通过最低点位置B时,光电门记录遮光时间为t,B点轻绳上拉力最大。在实验误差允许的范围内,若______(用d、L、θ、g等符号表示)则验证了小钢球从A点运动到B点过程中机械能守恒;
(2)若质量为m的小钢球摆动过程中机械能守恒,则绘制乙图T-F图像的直线斜率理论值为______;
(3)小钢球质量m=0.03kg,根据测量数据绘制的乙图计算出重力加速度大小______m/s²(结果保留3位有效数字),与当地实际重力加速度相比______(选填“偏小”“不变”或“偏大”)。
三、计算题(本题共4小题,共38分,解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。)
13. 一位医生赶到汽车站时,车已经沿平直公路驶离车站,听到呼喊后汽车立即以2 m/s2的加速度匀减速刹车,该医生同时以4 m/s的速度匀速追赶汽车。已知汽车开始刹车时速度为8 m/s,减速前距离医生14 m。求:
(1)医生追上汽车前,医生和汽车间的最远距离xmax;
(2)医生追上汽车的时间t。
14. 一游戏装置如图所示,该装置由小平台、传送带两部分组成。倾角为的传送带以恒定的速率,顺时针方向运行,质量的玩具(可视为质点)从平台以水平抛出,恰好无碰撞地从传送带最上端(传送轮大小不计)进入传送带。玩具在传送带上经过一段时间从传送带底部离开传送带。已知传送带长度,玩具和传送带之间的动摩擦因数,不计空气阻力,重力加速度(、)。
(1)求玩具从平台到传送带最上端的时间t;
(2)求玩具在传送带上运动产生的热量Q;
(3)求因传送玩具电动机多消耗的电能。
15. 如图甲所示,上表面光滑的固定平台上有A、B两物体,A与一轻弹簧相连,以初速度向B运动。从弹簧接触B到与B分离过程A、B的图像如图乙所示。已知从到时间内,A运动的距离为。完全分离后B滑上静止在光滑地面上与平台等高的木板C,C由水平粗糙轨道和1/4光滑圆弧轨道组成、两者相切,圆弧轨道半径,水平轨道长度。已知B、C质量均为m,A、B可视为质点,不计空气阻力,重力加速度g。求:
(1)A物体质量;
(2)为使B物体能进入圆弧轨道,且在上升阶段不脱离C,则B与C的水平轨道间的动摩擦因数μ满足的条件;
(3)A、B碰撞过程中,弹簧压缩量的最大值。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$
河南省实验中学2025——2026学年上期月考1试卷
年级: 高三 科目: 物理
(时间:75分钟,满分:100 分)
一、选择题(共46分。1—7题为单选,每题4分;8—10题为多选,每题6分。)
1. 随着时代的不断发展以及科技水平的飞速进步,工业机器人已经成为现实生活中十分常见的事物,为人们的工作生活提供了极大便利。图甲所示的送餐用智能机器人在送餐中沿餐厅走廊做直线运动,图乙是该机器人运动的位移时间图像(10~25s的图线为曲线,其余为直线,15s末图像斜率为0)。下列说法正确的是( )
A. 机器人在0~10s内做匀速直线运动 B. 机器人在0~15s内的平均速度大小为m/s
C. 机器人在0~25s内的平均速率为0 D. 机器人在10~15s内平均加速度大小为0.2m/s2
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据图像斜率表示速度,由图可知,机器人在0~10s内做变速直线运动,故A错误;
B.机器人在0~15s内的平均速度大小为,故B正确;
C.机器人在0~25s内的平均速率为,故C错误;
D.根据图像斜率表示速度,由图可知,机器人在5~10s内做匀速直线运动
在15s末速度为零,在10~15s内平均加速度为,故D错误。
故选B。
2. A、B两个粗细均匀的同心光滑圆环固定在竖直转轴上,圆心O在转轴上,两环和转轴在同一竖直面内,a、b两个小球分别套在A、B两个圆环上,当两环绕竖直轴匀速转动后,a、b两球在环上的位置可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】对小环受力分析如图
由牛顿第二定律得
故
两小球角速度相同,故h相同,即在同一个水平面内做圆周运动。
故选B。
3. 中国科学院“地月空间DRO探索研究”专项团队成功构建国际首个地月空间三星星座,多项原创性科技成果在国际上处于领先地位。如图所示是地月天体系统,在地月连线外侧有一个拉格朗日点,质量为m0的卫星在该点受到质量为M的地球和质量为m的月球的万有引力作用,并恰好和月球一起绕地球做同周期的匀速圆周运动。卫星的引力不影响地球和月球的运动,已知地心、月心间距为R,拉格朗日点距地心距离为L,则( )
A. 卫星周期T1与月球周期T2的关系式
B. 卫星的向心力
C. 卫星m0的发射速度大于11.2km/s
D. 月球的向心加速度大于卫星的向心加速度
【答案】B
【解析】
【详解】A.对卫星和月球分别根据牛顿第二定律得,
解得,A错误;
B.卫星的向心力,B正确;
C.卫星m0的发射速度小于11.2km/s,因为发射速度大于11.2km/s时就脱离引力束缚,不会绕地球运动,C错误;
D.根据,二者的角速度相同,轨道半径越大,向心加速度越大。所以月球的向心加速度小于卫星的向心加速度,D错误。
故选B。
4. 一盏电灯重力为G,悬于天花板上A点,在电线O处系一细线,使电线偏离竖直方向的夹角为,且此时与夹角为锐角,如图所示。现保持角不变,缓慢调整方向至虚线位置,则下列说法正确的是( )
A. 中的张力先减小后增大 B. 中的张力先减小后增大
C. 的张力不断减小 D. 中的张力不断减小
【答案】B
【解析】
【详解】本体考察共点力动态平衡问题,可采用图解法,受力如图所示
由于开始时与夹角为锐角,故中的张力先减小后增大,的张力不断增大。
故选B。
5. 如图所示,一根质量分布均匀的木杆竖直立在水平地面上,当木杆倾倒过程中底部没有滑动,则动能恰好与重力势能相等时木杆与水平地面间的夹角为(以地面为零势能面)( )
A. 30° B. 45° C. 60° D. 75°
【答案】A
【解析】
【详解】设动能恰好与重力势能相等时木杆与水平地面间的夹角为,杆的长度为L,以地面为零势能面,根据动能定理有
根据题意有
联立解得
动能恰好与重力势能相等时木杆与水平地面间的夹角为
故选A。
6. 凤仙花的果实成熟后会突然裂开,将种子以弹射的方式散播出去。如图所示,多粒种子从同一果实同时以相同速率向不同方向弹射,不考虑叶子的遮挡,忽略种子运动过程所受的空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 沿方向弹出的种子,经过最高点时速度为零
B. 若沿方向弹出的种子与沿方向水平弹出的种子运动轨迹相交于点,则两颗种子在点相撞
C. 沿不同方向弹出的种子到达地面时的速度大小相等
D. 位置越高的果实,弹射出的种子落地点离凤仙花越远
【答案】C
【解析】
【详解】A.斜向上抛运动,在最高点速度方向水平,为初速度在水平方向的分量,不是零,故A错误;
B.同时沿方向弹出的种子与沿方向水平弹出的种子运动轨迹相交于点,沿方向弹出的种子用时长,二者不能相撞,故B错误;
C.无论初速度方向如何,由动能定理,有
落地速度均为
故C正确;
D.位置越高的果实,弹射出的种子落地时间越长,但初速度方向未知,所以落地点离凤仙花的距离不一定越远,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,木块静止在光滑水平面上,两颗不同的子弹A、B从木块两侧同时射入木块,最终都停在木块内,这一过程中木块始终保持静止。若子弹A射入的深度大于子弹B射入的深度,则( )
A. 子弹A的质量一定比子弹B的质量大
B. 入射过程中子弹A受到的阻力比子弹B受到的阻力大
C. 子弹A在木块中运动的时间比子弹B在木块中运动的时间长
D. 子弹A射入木块时的初动能一定比子弹B射入木块时的初动能大
【答案】D
【解析】
【详解】BD.由于木块始终保持静止状态,则两子弹对木块的推力大小相等,则两子弹所受的阻力大小相等。设为f,根据动能定理得对A子弹
得
对B子弹
得
由于
则子弹入射时的初动能
故B错误,D正确;
A.对两子弹和木块组成的系统动量守恒,则有
则得
mA < mB
故A错误;
C.子弹A、B从木块两侧同时射入木块,木块始终保持静止,分析得知,两子弹在木块中运动时间必定相等,否则木块就会运动,故C错误。
故选D。
8. 如图所示,一定质量的理想气体从状态a开始,沿图示路径先后到达状态b和c。下列说法正确的是( )
A. 从a到b,气体温度降低
B. 从a到b,气体对外界做功
C. 从b到c,气体内能减小
D. 从b到c,气体从外界吸热
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.从a到b,气体做等容变化,压强和温度成正比,压强变小,故温度降低,因为气体体积不变,故气体不对外界做功,故A正确,B错误;
CD.从b到c,气体做等压变化,体积和温度成正比,体积变大,故温度升高,内能增大,又气体对外界做正功,根据热力学第一定律,其中,可知气体一定从外界吸热,故C错误,D正确。
故选AD。
9. 如图所示,一物体在力F作用下沿水平桌面做匀加速直线运动。已知物体质量为m,加速度大小为a,物体和桌面之间的动摩擦因数为,重力加速度为g,在物体移动距离为x的过程中( )
A. 摩擦力做功大小与F方向无关
B. 合力做功大小与F方向无关
C. F为水平方向时,F做功为
D. F做功的最小值为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.设力F与水平方向的夹角为θ,则摩擦力为
摩擦力的功
即摩擦力的功与F的方向有关,故A错误;
B.合力功
可知合力功与力F方向无关,故B正确;
C.当力F水平时,则
力F做功为,故C错误;
D.因合外力功为max大小一定,而合外力的功等于力F与摩擦力f做功的代数和,而当时,摩擦力f=0,则此时摩擦力做功为零,此时力F做功最小,最小值为max,故D正确。
故选BD。
10. 如图甲所示,足够长的水平传送带以某一恒定速率顺时针转动,一根轻弹簧两端分别与物块和竖直墙面连接,将物块在传送带左端无初速度释放,此时弹簧恰处于原长且为水平。物块向右运动的过程中,受到的摩擦力大小与物块位移的关系如图乙所示。已知物块质量为m,物块与传送带间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,为已知量,则( )
A. 过程,物块所受的摩擦力方向向右
B. 过程,物块做匀加速运动
C. 弹簧的劲度系数为
D. 传送带的速度为
【答案】ACD
【解析】
【详解】AB.物块在刚释放的一段时间内相对传送带向左滑动,受到的滑动摩擦力向右,同时弹簧弹力逐渐增大,由题图乙可知当x=x0时,摩擦力发生突变,瞬间减小后,随着x正比例增大,考虑到弹簧弹力也是随x而正比例增大,由此可推知当x=x0时,物块刚好与传送带达到共同速度,之后随着传送带继续向右运动,在x~2x0过程物块始终相对传送带静止,弹力和静摩擦力同时增大且平衡,物块做匀速直线运动,当x=2x0时,弹簧弹力大小增大至与滑动摩擦力大小相同,故A正确,B错误;
C.根据前面分析可知,当x=2x0时,物块静止且所受的最大静摩擦力达到最大值,则有
解得弹簧的劲度系数为,故C正确;
D.在0~x0过程,弹簧弹力从0线性增大到kx0,则此过程的平均弹力大小为
设传送带的速度为v,此过程对物块根据动能定理有
解得,故D正确。
故选ACD。
二、实验题(11题8分,12题8分,每空2分,共16分)
11. 某实验小组通过实验探究加速度与力、质量的关系。
(1)利用图甲Ⅰ装置进行实验,要平衡小车受到的阻力。
①平衡阻力的方法是:调整轨道的倾斜度,使小车___________。(选填正确答案标号)
A.能在轨道上保持静止
B.受牵引时,能拖动纸带沿轨道做匀速运动
C.不受牵引时,能拖动纸带沿轨道做匀速运动
②该组同学得到了如图甲Ⅱ所示的一条纸带,相邻两计数点间还有四个点未画出,纸带的加速度大小为___m/s2计算结果保留三位有效数字。
(2)利用图乙装置进行实验,箱体的水平底板上安装有力传感器和加速度传感器,将物体置于力传感器上,箱体沿竖直方向运动。利用传感器测得物体受到的支持力和物体的加速度a,并将数据实时传送到计算机。
①图丙是根据某次实验采集的数据生成的和a随时间t变化的散点图,以竖直向上为正方向。时,物体处于___________(选填“超重”或“失重”)状态;以为横轴、a为纵轴,根据实验数据拟合得到的图像为图丁中的图线a。
②若将物体质量减小一半,重新进行实验,其图像为图丁中的图线___________。(选填“b”“c”或“d”)
【答案】(1) ①. C ②. 1.72
(2) ①. 失重 ②. b
【解析】
【小问1详解】
[1]平衡阻力需要调整轨道的倾斜度,使小车不受牵引时,能拖动纸带沿轨道做匀速运动。
故选C。
[2]由于相邻两计数点间还有四个点未画出,则计数点间的周期为0.1s,则有
解得
【小问2详解】
[1]由于以竖直向上为正方向,结合题图可知,当时,加速度方向为竖直向下,所以物体处于失重状态。
[2]对物体,由牛顿第二定律有
整理有
可知图像的斜率为,故将物体质量减小一半,图像斜率变大,纵轴截距不变,其图像为图丁中的b。
12. 某小组设计“验证机械能守恒定律”实验如图甲,一轻绳一端连接在拉力传感器上的O点,另一端连接在直径为d的匀质小钢球上,小钢球球心至O点的长度为L,O点正下方B位置有一光电门记录小钢球通过的时间。将小钢球拉至某一位置由静止释放,同时拉力传感器通过计算机采集小钢球在摆动过程中轻绳上拉力的最大值T和最小值F。改变小钢球的初始释放位置,重复上述过程,根据测量数据绘制的T-F图像如图乙。
(1)小钢球从A位置由静止释放,通过最低点位置B时,光电门记录遮光时间为t,B点轻绳上拉力最大。在实验误差允许的范围内,若______(用d、L、θ、g等符号表示)则验证了小钢球从A点运动到B点过程中机械能守恒;
(2)若质量为m的小钢球摆动过程中机械能守恒,则绘制乙图T-F图像的直线斜率理论值为______;
(3)小钢球质量m=0.03kg,根据测量数据绘制的乙图计算出重力加速度大小______m/s²(结果保留3位有效数字),与当地实际重力加速度相比______(选填“偏小”“不变”或“偏大”)。
【答案】(1)
(2)-2 (3) ①. 9.78 ②. 偏小
【解析】
【小问1详解】
若小钢球从A点运动到B点过程中机械能守恒,则,
所以
【小问2详解】
根据以上分析可知,,
联立可得
由此可知,T-F图像的直线斜率理论值为-2。
【小问3详解】
[1]由以上分析可得
代入数据解得
[2]实际上由于小钢球摆动过程中始终受空气阻力的影响,速度始终偏小导致绳上拉力偏小,所以纵截距偏小,则重力加速度的测量值与当地实际重力加速度相比偏小。
三、计算题(本题共4小题,共38分,解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。)
13. 一位医生赶到汽车站时,车已经沿平直公路驶离车站,听到呼喊后汽车立即以2 m/s2的加速度匀减速刹车,该医生同时以4 m/s的速度匀速追赶汽车。已知汽车开始刹车时速度为8 m/s,减速前距离医生14 m。求:
(1)医生追上汽车前,医生和汽车间的最远距离xmax;
(2)医生追上汽车的时间t。
【答案】(1)18 m
(2)7.5 s
【解析】
【小问1详解】
当医生和汽车的速度相等时相距最远,有
解得
则
两者最远距离
【小问2详解】
汽车速度减为0的时间为
汽车速度减为零的位移
此时医生的位移为
由于
说明医生追上汽车时,车已停,所以医生追上汽车所需的时间为
14. 一游戏装置如图所示,该装置由小平台、传送带两部分组成。倾角为的传送带以恒定的速率,顺时针方向运行,质量的玩具(可视为质点)从平台以水平抛出,恰好无碰撞地从传送带最上端(传送轮大小不计)进入传送带。玩具在传送带上经过一段时间从传送带底部离开传送带。已知传送带长度,玩具和传送带之间的动摩擦因数,不计空气阻力,重力加速度(、)。
(1)求玩具从平台到传送带最上端的时间t;
(2)求玩具在传送带上运动产生的热量Q;
(3)求因传送玩具电动机多消耗的电能。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
玩具沿水平方向飞出,恰好无碰撞地从传送带最上端进入传送带,则有
解得
故
【小问2详解】
玩具刚滑上传送带时的速度为
可知玩具刚滑上传送带受到向下的滑动摩擦力,根据牛顿第二定律可知,玩具的加速度大小为
玩具刚滑上传送带到与传送带共速所用时间为
下滑的位移为
故玩具下滑过程与传送带相对滑动的距离为
玩具在传送带上运动产生的热量
【小问3详解】
根据功能关系,可得传送带因传送玩具而多消耗的电能
15. 如图甲所示,上表面光滑的固定平台上有A、B两物体,A与一轻弹簧相连,以初速度向B运动。从弹簧接触B到与B分离过程A、B的图像如图乙所示。已知从到时间内,A运动的距离为。完全分离后B滑上静止在光滑地面上与平台等高的木板C,C由水平粗糙轨道和1/4光滑圆弧轨道组成、两者相切,圆弧轨道半径,水平轨道长度。已知B、C质量均为m,A、B可视为质点,不计空气阻力,重力加速度g。求:
(1)A物体质量;
(2)为使B物体能进入圆弧轨道,且在上升阶段不脱离C,则B与C的水平轨道间的动摩擦因数μ满足的条件;
(3)A、B碰撞过程中,弹簧压缩量的最大值。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
A、B碰撞,系统动量守恒,由图乙有
解得
【小问2详解】
从弹簧接触B到与B分离,设分离时A物体速度物体速度,有
解得
若B物块恰好运动到圆弧轨道的最低点,此时两者共速,则对B与C整体由水平方向动量守恒
由能量守恒定律
解得
若B物块恰好运动到与圆弧圆心等高的位置,此时两者共速,则对B与C整体由水平方向动量守恒
由能量守恒定律
解得
综上所述B与C的水平轨道间的动摩擦因数μ的取值范围为。
【小问3详解】
弹簧接触B后,弹簧压缩过程中,A、B动量守恒,有
对方程两边同时乘以时间,有
之间,根据位移等于速度在时间上的累积,可得
将
代入,得
则弹簧压缩量的最大值
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$
相关资源
示范课
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。