精品解析:广东省佛山市发展联盟2025-2026学年高三上学期联考物理试卷
2025-11-11
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 广东省 |
| 地区(市) | 佛山市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.36 MB |
| 发布时间 | 2025-11-11 |
| 更新时间 | 2025-11-27 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-11-11 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54817920.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2025-2026学年广东省佛山市发展联盟高三(上)联考物理试卷
一、单选题:本大题共7小题,共28分。
1. 下列力学物理量单位中,不是基本单位的是( )
A. 牛顿 B. 千克 C. 米 D. 秒
2. 中国目前拥有世界上最完善的高铁系统,高铁是中国科技发展的一张世界名片,连云港也早已迈入高铁城市行列,最新开通的连徐高铁让港城市民出行更为便捷.如图所示为运行在连徐线上的高铁车厢内实时显示相关信息的显示屏示意图,下列说法中正确的是( )
A. “10:23”表示时间,“”表示平均速度 B. “10:23”表示时间,“”表示瞬时速度
C. “10:23”表示时刻,“”表示平均速度 D. “10:23”表示时刻,“”表示瞬时速度
3. 在太空舱内可采用动力学方法测物体质量。其原理如下:先对质量为m0的标准物体施加一水平推力,测得其加速度为2m/s2;然后将该标准物体与待测物体紧靠在一起,施加相同的水平推力,测得共同加速度为1m/s2。若m0=2kg,则待测物体的质量为( )
A. 1kg B. 2kg C. 3kg D. 4kg
4. 如图为我国传统豆腐制作流程中用到的过滤器,正方形纱布的四角用细绳系在两根等长的、相互垂直的水平木杆两端,再通过木杆中心转轴静止悬挂在空中。豆浆过滤完,纱布与豆渣的总质量为m,细绳与竖直方向的夹角始终为。下列说法正确的是( )
A. 此时每根细绳受到的拉力为
B. 此时每根细绳受到的拉力为
C. 豆浆从纱布流出过程中,忽略纱布的拉伸形变,细绳受到的拉力变大
D. 豆浆从纱布流出过程中,纱布中豆浆和豆渣整体的重心不变
5. 如图所示,半圆形容器固定在地面上,容器内壁光滑,两个完全相同且质量分布均匀的光滑小球A、B放在容器内,处于静止状态。现用水平力作用在球A上,则在球A由P点缓慢移动到Q点的过程中( )
A. 球A对球B的弹力逐渐增大 B. 球A对球B的弹力先增大后减小
C. 容器对球B的弹力逐渐增大 D. 容器对球B的弹力先减小后增大
6. 甲、乙两车沿水平方向做直线运动,某时刻刚好经过同一位置,此时甲的速度为,乙的速度为,以此时作为计时起点,它们的速度随时间变化的关系如图所示,则( )
A. 时,甲、乙两车相距最远
B. 在时,乙车恰好回到出发点
C. 乙车在运动过程中速度的方向保持不变
D. 乙车做加速度先增大后减小的变加速运动
7. 某空间站在半径为R的圆形轨道上运行,周期为T。另有一飞船在半径为r的圆形轨道上运行,飞船与空间站的绕行方向相同。当空间站运行到A点时,飞船恰好运行到B点,A、B与地心连线相互垂直,此时飞船经极短时间的点火加速,使其轨道的近地点为B、远地点与空间站的轨道相切于C点,如图所示。当飞船第一次到达C点时,恰好与空间站相遇。由以上信息可判定( )
A. 空间站的运行速率大于飞船在半径为r的圆形轨道上运行时的速率
B. 当飞船与空间站相遇时,空间站的加速度大于飞船的加速度
C. 飞船在从B点运动到C点的过程中,速度变大
D. 空间站的圆形轨道半径R与飞船的圆形轨道半径r的关系满足
二、多选题:本大题共3小题,共18分。
8. 运动员手持网球拍托球沿水平面匀加速跑动,球与球拍保持相对静止且球拍平面和水平面之间夹角为θ.设球质量m,重力加速度为g.不计球和球拍之间摩擦,不计空气阻力,则()
A. 运动员的加速度大小为gtanθ
B. 球对拍球的作用力大小为mgcosθ
C. 运动员的加速度大小为gsinθ
D. 球拍对球的作用力大小为mg/cosθ
9. 如图甲所示,小球从斜面上的A点由静止开始下滑,经过B点进入水平面后做匀减速直线运动,最后停在C点,小球在水平面上的运动时间为;整个过程中,速率的平方与运动路程x之间的关系图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 图像斜率表示加速度
B. 小球沿斜面下滑的加速度为
C. 小球在水平面上运动的距离为
D. 整个过程小球的平均速度大小为
10. 如图所示,水平转台绕竖直轴匀速转动,穿在水平光滑直杆上的小球A和B由轻质弹簧相连并相对直杆静止。已知A、B小球的质量分别为m和2m,它们之间的距离为3L,弹簧的劲度系数为k、自然长度为L,下列分析正确的是( )
A. 小球A、B受到的向心力之比为1:1 B. 小球A、B做圆周运动的半径之比为2:1
C. 小球A匀速转动的角速度为 D. 小球B匀速转动的周期为
三、实验题:本大题共2小题,共18分。
11. 学习小组的同学们在实验室组装了一套如图甲所示的装置,用来“探究加速度与合外力的关系”,另外他们还找到打点计时器所用的学生电源一台、天平、刻度尺、导线、复写纸、纸带。实验步骤如下:
①测量滑块的质量M;
②将长木板右端垫起,平衡滑块与木板之间的摩擦力;
③接通电源后静止释放滑块,滑块在细线拉动下拉着纸带一起运动。
(1)图乙是实验中打出的一条纸带。打点计时器所用交流电的频率为50Hz,在纸带上每5个点取一个计数点,用刻度尺量出相邻计数点之间的距离,,则打B点时滑块的速度________,滑块的加速度________。(结果均保留3位有效数字)
(2)测得滑块的质量为,重力加速度大小取,则此次实验中使用的小沙桶及细沙的总质量近似为______。
A. 0.145kg B. 0.245kg C. 0.345kg D. 0.445kg
12. 某实验小组设计如图所示装置来测量物块与木板间的动摩擦因数。木板固定在水平桌面上,O点为木板右端A处在地面的竖直投影点,倾斜轨道末端与木板平滑接触,当倾斜轨道末端固定于木板右端A处时,使物块从倾斜轨道的某一高度P处由静止释放,物块(可当成质点)最终落在水平地面的M处,测出OM间的水平距离x1;向左平移倾斜轨道到木板的B处固定,仍从倾斜轨道的P处由静止释放,物块最终落在水平地面的N处,测出ON间的水平距离x2。
(1)要测出物块与木板间动摩擦因数,还要测量的物理量有( )
A. 倾斜轨道P处到木板的高度h
B. 倾斜轨道从A处向左平移到B处的距离s
C. 木板到地面的高度H
(2)物块与木板间的动摩擦因数用所测的物理量可表示为µ=_____(用题中已知量的字母表示);
(3)下列说法正确的是( )
A. 每次可以从倾斜轨道的不同位置释放
B. 重复多次实验,取落点的平均值来确定M、N两落点的位置
C. 必须用光滑的倾斜轨道
D. 轨道末端不需要水平
四、计算题:本大题共3小题,共36分。
13. 如图所示,甲为操场上一质量m=10kg的竖直滑竿,滑竿上端固定,下端悬空,为了研究学生沿竿下滑的情况,在竿的顶部装有一拉力传感器,可显示竿的顶端所受拉力的大小,现有一学生手握滑竿,从竿的上端由静止开始下滑,下滑5s后学生的下滑速度为零,并用手紧握住滑竿保持静止不动。以这个学生开始下滑时刻为计时起点,传感器示数随时间变化的情况如图乙所示,重力加速度大小取10m/s2。求:
(1)该学生的质量M;
(2)1~5s内传感器的示数F2;
(3)5s内该学生下滑距离。
14. 如图所示,倾斜传送带以速度v2=1.2m/s匀速向下运动,倾角θ=37°,小物体A、B由通过定滑轮且不可伸长轻绳相连,mA=2kg,mB=0.5kg。某时刻A在传送带右端具有沿传送带向下的速度v1=2m/s,A与定滑轮间的绳与传送带平行,传送带上下两端长L=5m。不计定滑轮质量和摩擦,小物体A与传送带之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,小物体A与传送带之间的动摩擦因数µ=0.5,轻绳足够长(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2),求:
(1)小物体A开始运动时的加速度大小;
(2)A滑上传送带到离开传送带所需的时间。
15. 如图所示,半径R=1.0m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角θ=37°,另一端点C为轨道的最低点,C点右侧的水平路面上紧挨C点放置一木板,木板质量M=1kg,上表面与C点等高。质量m=1kg的物块(可视为质点)从空中A点以v0=1.2m/s的速度水平抛出,恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道。已知物块与木板间的动摩擦因数µ1=0.2,木板与路面间的动摩擦因数µ2=0.05,sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2,试求:
(1)AB的高度差;
(2)物块经过轨道上的C点时对轨道的压力大小;
(3)设木板受到的最大静摩擦力跟滑动摩擦力相等,则木板至少多长才能使物块不从木板上滑下?
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2025-2026学年广东省佛山市发展联盟高三(上)联考物理试卷
一、单选题:本大题共7小题,共28分。
1. 下列力学物理量单位中,不是基本单位的是( )
A. 牛顿 B. 千克 C. 米 D. 秒
【答案】A
【解析】
【详解】国际单位制规定了七个基本物理量。分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量。它们的在国际单位制中的单位称为基本单位,而物理量之间的关系式推到出来的物理量的单位叫做导出单位。
在国际单位制中,力学基本单位分别为:米、千克、秒。牛顿是导出单位,故A不是基本单位。
本题选择不是基本单位的,故选A。
2. 中国目前拥有世界上最完善的高铁系统,高铁是中国科技发展的一张世界名片,连云港也早已迈入高铁城市行列,最新开通的连徐高铁让港城市民出行更为便捷.如图所示为运行在连徐线上的高铁车厢内实时显示相关信息的显示屏示意图,下列说法中正确的是( )
A. “10:23”表示时间,“”表示平均速度 B. “10:23”表示时间,“”表示瞬时速度
C. “10:23”表示时刻,“”表示平均速度 D. “10:23”表示时刻,“”表示瞬时速度
【答案】D
【解析】
【详解】AB.“10:23”表示时刻,故AB错误;
CD.“”表示瞬时速度,故D正确,C错误。
故选D。
3. 在太空舱内可采用动力学方法测物体质量。其原理如下:先对质量为m0的标准物体施加一水平推力,测得其加速度为2m/s2;然后将该标准物体与待测物体紧靠在一起,施加相同的水平推力,测得共同加速度为1m/s2。若m0=2kg,则待测物体的质量为( )
A. 1kg B. 2kg C. 3kg D. 4kg
【答案】B
【解析】
【详解】当力作用于标准物体时,由牛顿第二定律有
当相同的力作用于连接体时,由牛顿第二定律有
可解得待测物体的质量为
故B正确,ACD错误。
故选B。
4. 如图为我国传统豆腐制作流程中用到的过滤器,正方形纱布的四角用细绳系在两根等长的、相互垂直的水平木杆两端,再通过木杆中心转轴静止悬挂在空中。豆浆过滤完,纱布与豆渣的总质量为m,细绳与竖直方向的夹角始终为。下列说法正确的是( )
A. 此时每根细绳受到的拉力为
B. 此时每根细绳受到的拉力为
C. 豆浆从纱布流出过程中,忽略纱布的拉伸形变,细绳受到的拉力变大
D. 豆浆从纱布流出过程中,纱布中豆浆和豆渣整体的重心不变
【答案】A
【解析】
【详解】AB.如图由受力分析知,设每根绳子拉力为则
解得
A正确,B错误;
CD.豆浆流出过程中整体的质量减少,根据
可知减小;豆浆流出过程中根据整体质量的变化可以判断,整体的重心先向下移,当豆浆流出到一定程度后,重心又会上移,C、D错误;
故选A。
5. 如图所示,半圆形容器固定在地面上,容器内壁光滑,两个完全相同且质量分布均匀的光滑小球A、B放在容器内,处于静止状态。现用水平力作用在球A上,则在球A由P点缓慢移动到Q点的过程中( )
A. 球A对球B的弹力逐渐增大 B. 球A对球B的弹力先增大后减小
C. 容器对球B的弹力逐渐增大 D. 容器对球B的弹力先减小后增大
【答案】A
【解析】
详解】对B球受力分析如图所示
由几何关系可知在两个球移动过程中和的夹角不变,根据三力平衡作出矢量三角形如下图所示
从图可以看出B球受到A球的弹力逐渐增大,容器对B球的支持力逐渐变小。
故选A。
6. 甲、乙两车沿水平方向做直线运动,某时刻刚好经过同一位置,此时甲的速度为,乙的速度为,以此时作为计时起点,它们的速度随时间变化的关系如图所示,则( )
A. 在时,甲、乙两车相距最远
B. 在时,乙车恰好回到出发点
C. 乙车在运动过程中速度的方向保持不变
D. 乙车做加速度先增大后减小的变加速运动
【答案】AC
【解析】
【详解】A.在速度相等时,两车相距最远,即t=4s时相距最远,故A正确;
B.速度图线与时间轴围成的面积表示位移,则0~10s内乙车的位移大于零,即在t=10s时没有回到出发点,故B错误;
C.根据图像可知,0~10s内,乙的速度图像一直在时间轴的上方,速度一直为正,方向没有改变,故C正确;
D.图线切线的斜率表示物体的加速度,由图可知,乙车加速度先减小后增大,最后再减小,故D错误。
故选AC。
7. 某空间站在半径为R的圆形轨道上运行,周期为T。另有一飞船在半径为r的圆形轨道上运行,飞船与空间站的绕行方向相同。当空间站运行到A点时,飞船恰好运行到B点,A、B与地心连线相互垂直,此时飞船经极短时间的点火加速,使其轨道的近地点为B、远地点与空间站的轨道相切于C点,如图所示。当飞船第一次到达C点时,恰好与空间站相遇。由以上信息可判定( )
A. 空间站的运行速率大于飞船在半径为r的圆形轨道上运行时的速率
B. 当飞船与空间站相遇时,空间站的加速度大于飞船的加速度
C. 飞船在从B点运动到C点的过程中,速度变大
D. 空间站的圆形轨道半径R与飞船的圆形轨道半径r的关系满足
【答案】D
【解析】
【详解】A.当空间站和飞船均做圆周运动时,地球的万有引力提供向心力,即有
可得
由于空间站的轨道半径大于飞船的轨道半径,故空间站的运行速率小于飞船在半径为r的圆形轨道上运行时的速率,故A错误;
B.当飞船与空间站相遇时,根据牛顿第二定律有
得
可知二者相遇时加速度相等,故B错误;
C.飞船在从B点运动到C点的过程中,根据开普勒第二定律可知,速度变小,故C错误;
D.设飞船沿椭圆轨道运动的周期为,根据开普勒第三定律可得
由题意可知
联立解得,故D正确。
故选D。
二、多选题:本大题共3小题,共18分。
8. 运动员手持网球拍托球沿水平面匀加速跑动,球与球拍保持相对静止且球拍平面和水平面之间夹角为θ.设球质量m,重力加速度为g.不计球和球拍之间摩擦,不计空气阻力,则()
A. 运动员的加速度大小为gtanθ
B. 球对拍球的作用力大小为mgcosθ
C. 运动员的加速度大小为gsinθ
D. 球拍对球的作用力大小为mg/cosθ
【答案】AD
【解析】
【分析】球、球拍和人具有相同的加速度,对球分析,根据牛顿第二定律求出加速度的大小,结合平行四边形定则求出球拍对球的作用力的大小.
【详解】球和运动员具有相同的加速度,对小球分析如图所示,
则小球所受的合力为mgtanθ,根据牛顿第二定律得,a==gtanθ.故A正确,C错误.根据平行四边形定则知,球拍对球的作用力N=.故B错误,D正确;故选AD.
9. 如图甲所示,小球从斜面上的A点由静止开始下滑,经过B点进入水平面后做匀减速直线运动,最后停在C点,小球在水平面上的运动时间为;整个过程中,速率的平方与运动路程x之间的关系图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 图像斜率表示加速度
B. 小球沿斜面下滑的加速度为
C. 小球在水平面上运动的距离为
D. 整个过程小球的平均速度大小为
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.根据题意,由运动学公式可得
可知,图像斜率表示加速度的2倍,由图像可知,小球在内有
小球的加速度为
即小球沿斜面下滑的加速度为,故A错误,B正确;
C.有图乙可知,小球在点速度为
则小球在水平面上运动的距离为
故C正确;
D.根据题意,由公式可得,小球在斜面上的运动时间为
则整个过程小球的平均速率为
由图可知,全过程的位移小于路程,则整个过程小球的平均速度大小小于,故D错误。
故选BC。
10. 如图所示,水平转台绕竖直轴匀速转动,穿在水平光滑直杆上的小球A和B由轻质弹簧相连并相对直杆静止。已知A、B小球的质量分别为m和2m,它们之间的距离为3L,弹簧的劲度系数为k、自然长度为L,下列分析正确的是( )
A. 小球A、B受到的向心力之比为1:1 B. 小球A、B做圆周运动的半径之比为2:1
C. 小球A匀速转动的角速度为 D. 小球B匀速转动的周期为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.小球A、B的向心力由弹簧弹力提供,由于弹簧对小球A和小球B的弹力大小相等,故小球A、B受到的向心力之比为1:1,故A正确;
B.由于小球A、B所受向心力大小相等,则有
解得小球A、B做圆周运动的半径之比,故B正确;
C.对A球,轨道半径
小球A的向心力
解得小球A匀速转动的角速度,故C错误;
D.由于小球A和小球B的角速度相等,小球B匀速转动的周期,故D正确。
故选ABD。
三、实验题:本大题共2小题,共18分。
11. 学习小组的同学们在实验室组装了一套如图甲所示的装置,用来“探究加速度与合外力的关系”,另外他们还找到打点计时器所用的学生电源一台、天平、刻度尺、导线、复写纸、纸带。实验步骤如下:
①测量滑块质量M;
②将长木板右端垫起,平衡滑块与木板之间的摩擦力;
③接通电源后静止释放滑块,滑块在细线拉动下拉着纸带一起运动。
(1)图乙是实验中打出的一条纸带。打点计时器所用交流电的频率为50Hz,在纸带上每5个点取一个计数点,用刻度尺量出相邻计数点之间的距离,,则打B点时滑块的速度________,滑块的加速度________。(结果均保留3位有效数字)
(2)测得滑块的质量为,重力加速度大小取,则此次实验中使用的小沙桶及细沙的总质量近似为______。
A. 0.145kg B. 0.245kg C. 0.345kg D. 0.445kg
【答案】(1) ①. 0.426 ②. 1.50
(2)A
【解析】
【详解】(1)[1]每5个点取一个计数点,则相邻两个计数点之间的时间间隔
所以有
[2]利用逐差法,可得
(2)根据牛顿第二定律,由
可解得小沙桶及细沙的质量
考虑实验误差,故选A
12. 某实验小组设计如图所示装置来测量物块与木板间的动摩擦因数。木板固定在水平桌面上,O点为木板右端A处在地面的竖直投影点,倾斜轨道末端与木板平滑接触,当倾斜轨道末端固定于木板右端A处时,使物块从倾斜轨道的某一高度P处由静止释放,物块(可当成质点)最终落在水平地面的M处,测出OM间的水平距离x1;向左平移倾斜轨道到木板的B处固定,仍从倾斜轨道的P处由静止释放,物块最终落在水平地面的N处,测出ON间的水平距离x2。
(1)要测出物块与木板间动摩擦因数,还要测量的物理量有( )
A. 倾斜轨道的P处到木板的高度h
B. 倾斜轨道从A处向左平移到B处的距离s
C. 木板到地面的高度H
(2)物块与木板间的动摩擦因数用所测的物理量可表示为µ=_____(用题中已知量的字母表示);
(3)下列说法正确的是( )
A. 每次可以从倾斜轨道的不同位置释放
B. 重复多次实验,取落点的平均值来确定M、N两落点的位置
C. 必须用光滑的倾斜轨道
D. 轨道末端不需要水平
【答案】(1)BC (2) (3)B
【解析】
【小问1详解】
物块离开倾斜轨道后做平抛运动,水平方向做匀速运动
竖直方向做自由落体运动
联立解得
物块从B到A,根据动能定理有
联立解得动摩擦因数
因此需要测量倾斜轨道从A处向左平移到B处的距离s、木板到地面的高度H,不需要测量倾斜轨道的P处到木板的高度。
故选BC。
【小问2详解】
由小问1可知动摩擦因数
【小问3详解】
AC.根据动能定理可知:无论斜面是否光滑,只要每次从倾斜轨道的同一位置P处由静止释放物块,物块运动到倾斜轨道末端的速度都相等,故AC错误;
B.为了确定落点的位置,要重复多次实验取落点的平均值来确定M、N两落点的位置,这样可以有效的减小偶然误差,故B正确;
D.为了保证物块离开轨道后做平抛运动,轨道末端必须水平,故D错误。
故选B。
四、计算题:本大题共3小题,共36分。
13. 如图所示,甲为操场上一质量m=10kg的竖直滑竿,滑竿上端固定,下端悬空,为了研究学生沿竿下滑的情况,在竿的顶部装有一拉力传感器,可显示竿的顶端所受拉力的大小,现有一学生手握滑竿,从竿的上端由静止开始下滑,下滑5s后学生的下滑速度为零,并用手紧握住滑竿保持静止不动。以这个学生开始下滑时刻为计时起点,传感器示数随时间变化的情况如图乙所示,重力加速度大小取10m/s2。求:
(1)该学生的质量M;
(2)1~5s内传感器的示数F2;
(3)5s内该学生下滑的距离。
【答案】(1)40kg
(2)530N (3)7.5m
【解析】
【小问1详解】
后学生静止,由图乙可知拉力为500N,根据二力平衡,有,
学生质量
【小问2详解】
令,,,从开始下滑至停下来,以向下为正方向,由动量定理可知
代入数据可得
【小问3详解】
内学生做匀加速直线运动,由牛顿第二定律可知,加速度
由匀变速运动规律可知,末速度
学生先做匀加速直线运动,再做匀减速直线运动,由匀变速运动规律可知,全程平均速度
所以全程位移
14. 如图所示,倾斜传送带以速度v2=1.2m/s匀速向下运动,倾角θ=37°,小物体A、B由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连,mA=2kg,mB=0.5kg。某时刻A在传送带右端具有沿传送带向下的速度v1=2m/s,A与定滑轮间的绳与传送带平行,传送带上下两端长L=5m。不计定滑轮质量和摩擦,小物体A与传送带之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,小物体A与传送带之间的动摩擦因数µ=0.5,轻绳足够长(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2),求:
(1)小物体A开始运动时的加速度大小;
(2)A滑上传送带到离开传送带所需的时间。
【答案】(1)0.4m/s2
(2)3.5s
【解析】
【小问1详解】
开始时A的速度比传送带快,所以A受摩擦力为阻力,设运动方向为正,由牛顿第二定律
解得
【小问2详解】
由(1)可知A、B将做匀减速运动至与传送带速度相等。由运动学公式得,
解得,
A与传送带最大静摩擦力
A沿斜面向下重力分力和B重力的合力为
解得
所以接下来A相对传送带静止与之一起匀速运动
解得
则运动总时间
15. 如图所示,半径R=1.0m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角θ=37°,另一端点C为轨道的最低点,C点右侧的水平路面上紧挨C点放置一木板,木板质量M=1kg,上表面与C点等高。质量m=1kg的物块(可视为质点)从空中A点以v0=1.2m/s的速度水平抛出,恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道。已知物块与木板间的动摩擦因数µ1=0.2,木板与路面间的动摩擦因数µ2=0.05,sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2,试求:
(1)AB的高度差;
(2)物块经过轨道上的C点时对轨道的压力大小;
(3)设木板受到的最大静摩擦力跟滑动摩擦力相等,则木板至少多长才能使物块不从木板上滑下?
【答案】(1)0.128m
(2)46N (3)6m
【解析】
【小问1详解】
设物块到达B点时的速度为vB,则
解得
从A到B根据动能定理可知
解得
小问2详解】
设物块经过C点的速度为vC,由动能定理得
物块经过C点时,设轨道对物块的支持力为N,由牛顿第二定律得
解得
由牛顿第三定律可知,物体经过圆轨道上的C点时对轨道的压力大小为46N,方向竖直向下。
【小问3详解】
物块在木板上滑动时,设物块和木板的加速度大小分别为a1、a2,则,
解得;
设物块和木板经过时间t达到共同速度v,其位移分别为x1、x2,对物块
对木板
解得:
设木板长度至少为L,时间t内物块的位移
时间t内木板的位移
由题意得
即木板长度至少6m才能使物块不从木板上滑下。
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