内容正文:
黄山市2025—2026学年度第一学期期末质量检测
高一物理试题
(考试时间:75分钟 满分:100分)
一、选择题(本大题共10小题,共42分,1~8小题只有一个选项正确,每小题4分;9~10小题有多个选项正确,全部选对得5分,部分选对得3分,错选或不选得0分)
1. 物理除了知识的学习,还要领悟处理物理问题的思想与方法。下列几个场景关于物理学思想方法的说法错误的是( )
A. 甲图中,在观察桌面形变时,运用了微小形变放大的思想
B. 乙图中,在推导匀变速直线运动位移公式时,运用了理想模型法
C. 丙图中,伽利略在研究自由落体运动的规律时,运用了逻辑推理和实验验证法
D. 丁图中,质点在A点的瞬时速度方向即为过A点的切线方向,运用了极限思想法
2. 如图所示,2025年10月31日23时44分,搭载神舟二十一号载人飞船的运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射,并于11月1日3时22分与天宫空间站完成自主快速交会对接,整个过程约3.5小时,刷新我国载人航天史上最快对接记录。下列说法正确的是( )
A. 2025年10月31日23时44分指的是时间间隔
B. 载人飞船静止时的惯性大于运动时的惯性
C. 研究载人飞船与空间站对接时不能将飞船视为质点
D. 运载火箭加速时,喷出的气体对火箭的推力大于火箭对喷出气体的推力
3. 如图所示,三个可以看成质点的小球离地面的高度分别为、和,现在先后顺次由静止释放,若三个小球刚好同时落到地面(不计空气阻力),则( )
A. 小球到达地面时的速度大小之比是
B. 小球下落过程中的时间之比为
C. 小球下落过程中相同时间内速度变化量之比是
D. a、b释放的时间间隔与b、c释放的时间间隔之比
4. 如图所示,水平地面上两物块用细线相连,两物块质量均为,与地面之间的滑动摩擦力大小均为,细线能承受的最大拉力为。若在水平拉力F作用下,两物块一起向右做匀加速直线运动,F的最大值为( )
A. B. C. D.
5. 如图所示是某无人机沿竖直方向运动的图像,以竖直向上为正方向,下列判断正确的是( )
A. 无人机在时的速度和加速度方向相反
B. 无人机在时上升到最高点,时回到出发点
C. 无人机在前后,速度方向和加速度方向均发生变化
D. 无人机在的时间内处于超重状态,的时间内处于失重状态
6. 某质点在平面上运动,时,质点位于y轴上,它在x方向运动的速度—时间图像如图甲所示,它在y方向的位移—时间图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 质点做直线运动
B. 质点做曲线运动,加速度时刻在变化
C. 时质点速度的大小为
D. 第内质点的位移大小为
7. 新春佳节渐近,为营造欢乐喜庆的节日氛围,市区开展挂彩灯装饰树木等迎新春活动。如图所示,由5根等长的轻质细绳悬挂起4个质量相等的彩灯,其中段细绳是水平的,另外4根细绳与水平方向所成夹角分别为、、和。关于、、和,下列关系式中正确的是( )
A. B.
C. D.
8. 如图所示,在竖直方向上的O点固定轻质定滑轮,水平方向固定光滑长杆上套有物体A,一细线跨过定滑轮一端连接A,另一端悬挂物体B,M为O点正下方杆上一点。开始时A位于P点,现将A、B由静止释放。当A通过杆上N点时,绳与水平方向夹角为,已知,,关于释放后的过程,下列说法正确的是( )
A. 物体A通过N点时速度与此时B的速度大小比为
B. 物体A通过N点时速度与此时B速度大小比为
C. 物体A到达M之前,绳子对B的拉力始终小于B的重力
D. 物体A到达M之前,绳子对B的拉力始终大于B的重力
9. 滑草是一项新兴的运动,将小孩坐滑草盆的运动过程简化为如图所示,斜面的倾角为,滑道段和段的长度均为L,且段光滑,段粗糙。小孩和滑草盆均视为质点,质量分别为M和m,从a点无初速度沿滑道滑下,滑到底端c点时速度恰好为0。重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A. 小孩下滑过程段、段加速度大小相等
B. 小孩下滑的最大速度为
C. 小孩从a到c下滑的时间为
D. 在段下滑的过程中滑道对滑草盆的作用力大小为
10. 如图甲所示,传送带以速率顺时针匀速转动,将小滑块A轻放在传送带的左端M,A由静止加速直至与皮带共速,在右端N与静止在光滑水平面上的小滑块B发生碰撞。碰撞后A以速率反向弹回,B以速率向右匀速运动。已知M、N间距离,小滑块A与传送带相对滑动过程中加速度大小始终为,且方向水平向右,A、B运动的速度随时间如图乙所示,规定水平向右为正方向,则下列说法正确的是( )
A. 在图像中, B. 碰后A、B之间的最大距离为
C. 碰后A、B之间的最大距离为 D. 碰后A再次追上B所用的时间为
二、实验题(本题共11、12两道小题,每空2分,其中11题6分,12题10分)
11. 某实验小组在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验
(1)在如甲图所示方案中,下列操作步骤错误的是( )
A. 实验前要将两弹簧测力计进行调零
B. 读数时视线应正对弹簧测力计的刻度
C. 实验时力和的夹角越大越好
D. 两次实验中都要将橡皮条的结点从E点拉到O点的位置
(2)另一小组利用力传感器、轻绳、挂钟表盘等器材探究,先将表盘竖直固定,再将a绳和b绳一端分别与力传感器A和B相连,另一端共同系于O点,下端用细线挂一重物,并保持结点O始终处于表盘的圆心位置。如乙图所示,当a绳刚好位于表盘“11”的位置时,b绳位于表盘“1”的位置稳定时,A、B传感器读数均为;则重物的重力为______N。
(3)若该小组同学将b绳绕O点顺时针缓慢转动,a绳始终保持不动,且整个过程结点O的位置不变,直到b绳转至表盘“4”位置处,此过程中传感器B示数的变化为( )
A. 一直减小 B. 一直增大 C. 先减小后增大 D. 先增大后减小
12. 实验小组用如图甲所示实验装置,探究“加速度与力、质量的关系”实验。
(1)实验中下列说法正确的是______。(填正确选项标号)
A. 实验过程中,体现的物理方法或思想是控制变量法
B. 实验过程需要小车质量远大于沙桶及沙子质量
C. 补偿阻力时,要挂上沙桶,垫高木板右端,用小车拖着纸带打点
D. 交流电频率为,相邻计数点间还有四个点,则相邻两计数点间的时间间隔为
(2)某次实验打点计时器打出一条纸带,取计数点a、b、c、d、e、f、g等系列点,已知交流电频率为,相邻计数点间还有四个点没有画出,用刻度尺测出各相邻计数点间的距离如图乙所示,则小车运动的加速度大小______;c点时速度大小______。(结果均保留两位有效数字)
(3)根据实验数据,作出、图像如下图所示,实验中未补偿阻力是______;实验中未满足的是______。(均填正确选项标号)
A. B. C. D.
三、解答题(本题共三个小题,共计42分,其中13题10分,14题14分,15题18分,需写出计算过程及必要的文字说明方可得分)
13. 2025年亚洲冬季运动会在我国哈尔滨举行,跳台滑雪吸引各国运动员的参与。如图所示,两名运动员a、b(可视为质点)从雪道末端先后以初速度之比,沿水平方向向左飞出,落到雪坡(可视为斜面)上,雪坡的倾角为。不计空气阻力,求a、b两名运动员在空中的飞行时间之比?
14. 如图所示,质量为的滑块,在倾角为的固定斜面上恰好匀速下滑。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,,,。求:
(1)滑块和斜面之间的动摩擦因数;
(2)若施加一平行于斜面向上的推力F使滑块仍静止在斜面上,则F的取值范围是多少?
(3)当用水平向右的推力推滑块,滑块的加速度大小是多少?
15. 某商场开展系列回馈,举行“抽桌布”挑战活动,可简化为如图所示的模型。水平桌面上有质量的桌布,上面放有一罐装饮料(可视为质点),质量。桌面长,饮料距桌面右端,给桌布施加一个水平向右的恒力F,欲将其从饮料下抽出。已知桌面左端与桌布对齐,桌布与桌面、饮料与桌面间的动摩擦因数均为,饮料与桌布间的动摩擦因数为,重力加速度g取。设饮料在运动过程中始终不会翻倒,求:
(1)桌布与桌面恰好发生相对滑动时,拉力的大小;
(2)当拉力时,饮料未从桌布上滑落之前,求桌布的加速度a的大小;
(3)若使桌布能从饮料下抽出,且饮料不会从桌面滑落,视为挑战成功。则挑战成功恒力需满足什么条件?
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黄山市2025—2026学年度第一学期期末质量检测
高一物理试题
(考试时间:75分钟 满分:100分)
一、选择题(本大题共10小题,共42分,1~8小题只有一个选项正确,每小题4分;9~10小题有多个选项正确,全部选对得5分,部分选对得3分,错选或不选得0分)
1. 物理除了知识的学习,还要领悟处理物理问题的思想与方法。下列几个场景关于物理学思想方法的说法错误的是( )
A. 甲图中,在观察桌面的形变时,运用了微小形变放大的思想
B. 乙图中,在推导匀变速直线运动的位移公式时,运用了理想模型法
C. 丙图中,伽利略在研究自由落体运动的规律时,运用了逻辑推理和实验验证法
D. 丁图中,质点在A点的瞬时速度方向即为过A点的切线方向,运用了极限思想法
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲图中,在观察桌面的形变时,运用了微小形变放大的思想,故A正确;
B.乙图中,在推导匀变速直线运动的位移公式时,运用了微元法,故B错误;
C.丙图中,伽利略在研究自由落体运动的规律时,运用了逻辑推理和实验验证法,故C正确;
D.丁图中,质点在A点的瞬时速度方向即为过A点的切线方向,运用了极限思想法,故D正确。
本题选择错误的,故选B。
2. 如图所示,2025年10月31日23时44分,搭载神舟二十一号载人飞船的运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射,并于11月1日3时22分与天宫空间站完成自主快速交会对接,整个过程约3.5小时,刷新我国载人航天史上最快对接记录。下列说法正确的是( )
A. 2025年10月31日23时44分指的是时间间隔
B. 载人飞船静止时的惯性大于运动时的惯性
C. 研究载人飞船与空间站对接时不能将飞船视为质点
D. 运载火箭加速时,喷出的气体对火箭的推力大于火箭对喷出气体的推力
【答案】C
【解析】
【详解】A.2025年10月31日23时44分指的是时刻,故A错误;
B.惯性是物体的固有属性,其大小与质量有关,与运动状态无关,则载人飞船静止时的惯性等于运动时的惯性,故B错误;
C.研究载人飞船与空间站对接时,飞船的大小和形状不能忽略不计,则不能将飞船视为质点,故C正确;
D.根据牛顿第三定律,运载火箭加速时,喷出的气体对火箭的推力等于火箭对喷出气体的推力,故D错误。
故选C。
3. 如图所示,三个可以看成质点的小球离地面的高度分别为、和,现在先后顺次由静止释放,若三个小球刚好同时落到地面(不计空气阻力),则( )
A. 小球到达地面时的速度大小之比是
B. 小球下落过程中的时间之比为
C. 小球下落过程中相同时间内速度变化量之比是
D. a、b释放的时间间隔与b、c释放的时间间隔之比
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据自由落体运动公式
可得
小球到达地面时的速度大小之比是,故A错误;
B.根据自由落体运动公式
可得
可得小球下落过程中的时间之比为,故B错误;
C.根据
可知,小球都在空中运动时,相同时间内,速度变化量之比1∶1∶1,故C错误;
D.因为三个小球刚好同时落到地面,而
可知a、b释放的时间间隔与b、c释放的时间间隔之比为,故D正确。
故选D。
4. 如图所示,水平地面上两物块用细线相连,两物块质量均为,与地面之间的滑动摩擦力大小均为,细线能承受的最大拉力为。若在水平拉力F作用下,两物块一起向右做匀加速直线运动,F的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】对两个物块整体由牛顿第二定律
对后面物块由牛顿第二定律
联立可得F最大值为
故选A。
5. 如图所示是某无人机沿竖直方向运动的图像,以竖直向上为正方向,下列判断正确的是( )
A. 无人机在时的速度和加速度方向相反
B. 无人机在时上升到最高点,时回到出发点
C. 无人机在前后,速度方向和加速度方向均发生变化
D. 无人机在的时间内处于超重状态,的时间内处于失重状态
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图像可知无人机在时的速度为负,其图像的斜率表示加速度,则加速度方向为负,故无人机在时的速度和加速度方向相同,故A错误;
B.图像与坐标轴围成的面积表示位移,则时无人机位移为零,回到出发点,时无人机向上速度为零,上升到最高点,故B正确;
C.由图像可知无人机在前后,速度方向发生变化而加速度方向未发生变化,故C错误;
D.无人机在的时间内先向上加速,再向上减速,则先超重后失重,的时间内无人机先向下加速再向下减速,则先失重后超重,故D错误。
故选B。
6. 某质点在平面上运动,时,质点位于y轴上,它在x方向运动的速度—时间图像如图甲所示,它在y方向的位移—时间图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 质点做直线运动
B. 质点做曲线运动,加速度时刻在变化
C. 时质点速度大小为
D. 第内质点的位移大小为
【答案】C
【解析】
【详解】AB.质点沿x轴做匀加速直线运动,初速度和加速度分别为,
沿y轴负方向做匀速直线运动,速度为,合初速度为
因合加速度恒定而做匀变速运动,且初速度与加速度方向不在同一直线,故质点做匀变速曲线运动,故AB错误;
C.时质点在x轴的分速度为
合速度大小为,故C错误;
D.第1s内质点在x轴方向的位移大小为
沿y轴方向的位移大小为
故第内质点的位移大小为,故D错误。
故选C。
7. 新春佳节渐近,为营造欢乐喜庆的节日氛围,市区开展挂彩灯装饰树木等迎新春活动。如图所示,由5根等长的轻质细绳悬挂起4个质量相等的彩灯,其中段细绳是水平的,另外4根细绳与水平方向所成夹角分别为、、和。关于、、和,下列关系式中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】对4个质量相等的彩灯整体受力分析,由平衡条件
对下面3个质量相等的彩灯整体受力分析,由平衡条件
对下面2个质量相等的彩灯整体受力分析,由平衡条件
对最下面1个彩灯受力分析,由平衡条件
联立可得
故选B。
8. 如图所示,在竖直方向上的O点固定轻质定滑轮,水平方向固定光滑长杆上套有物体A,一细线跨过定滑轮一端连接A,另一端悬挂物体B,M为O点正下方杆上一点。开始时A位于P点,现将A、B由静止释放。当A通过杆上N点时,绳与水平方向夹角为,已知,,关于释放后的过程,下列说法正确的是( )
A. 物体A通过N点时速度与此时B的速度大小比为
B. 物体A通过N点时速度与此时B的速度大小比为
C. 物体A到达M之前,绳子对B的拉力始终小于B的重力
D. 物体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】AB.物块A通过N点时,将A的速度进行分解,根据关联速度关系可知沿绳方向的分速度大小等于物块B的速度大小,如图所示
可得,故A错误,B正确;
CD.B从释放到最低点过程,速度先增大后减小,先向下加速后向下减速,先失重后超重,所以物体A到达M之前,绳子对B拉力先小于后大于B的重力,故CD错误。
故选B。
9. 滑草是一项新兴的运动,将小孩坐滑草盆的运动过程简化为如图所示,斜面的倾角为,滑道段和段的长度均为L,且段光滑,段粗糙。小孩和滑草盆均视为质点,质量分别为M和m,从a点无初速度沿滑道滑下,滑到底端c点时速度恰好为0。重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A. 小孩下滑过程段、段加速度大小相等
B. 小孩下滑的最大速度为
C. 小孩从a到c下滑的时间为
D. 在段下滑的过程中滑道对滑草盆的作用力大小为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.设小孩下滑过程段、段加速度大小分别为、,由运动学公式段有
由运动学公式段有
联立可得,故A正确;
B.段由牛顿第二定律
可得
由运动学公式
解得小孩下滑的最大速度为,故B错误;
C.由运动学公式段、段有,
其中
联立可得
则小孩从a到c下滑的时间为,故C正确;
D.在段下滑的过程中,由牛顿第二定律
其中
可得滑道对滑草盆的摩擦力大小为
支持力大小为
所以在段下滑的过程中滑道对滑草盆的作用力大小为,故D正确。
故选ACD。
10. 如图甲所示,传送带以速率顺时针匀速转动,将小滑块A轻放在传送带的左端M,A由静止加速直至与皮带共速,在右端N与静止在光滑水平面上的小滑块B发生碰撞。碰撞后A以速率反向弹回,B以速率向右匀速运动。已知M、N间距离,小滑块A与传送带相对滑动过程中加速度大小始终为,且方向水平向右,A、B运动的速度随时间如图乙所示,规定水平向右为正方向,则下列说法正确的是( )
A. 在图像中, B. 碰后A、B之间的最大距离为
C. 碰后A、B之间的最大距离为 D. 碰后A再次追上B所用的时间为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由图像可知,物体A加速到速度时,设用时,则
此时物体A运动的位移
之后,物体A与传送带共速运动到N,用时
故A由左端M运动到右端N所用的时间
故在图像中,,故A错误;
BC.结合图像可知,物体A、B碰后,物体A先向左做匀减速直线运动后向右做匀加速直线运动,物体B向右以做匀速直线运动,分析可知二者共速时,间距最大,设时间后共速,规定向右为正方向,则由运动学公式,
解得碰后A、B之间的最大距离为,故B正确,C错误;
D.物体A反弹后,分析可知物体A再次回到右端N时速度为,设用时为,则
因为当物体A追上物体B时二者位移相等,则
解得碰后A再次追上B所用的时间为,故D正确。
故选BD。
二、实验题(本题共11、12两道小题,每空2分,其中11题6分,12题10分)
11. 某实验小组在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验
(1)在如甲图所示的方案中,下列操作步骤错误的是( )
A. 实验前要将两弹簧测力计进行调零
B. 读数时视线应正对弹簧测力计的刻度
C. 实验时力和的夹角越大越好
D. 两次实验中都要将橡皮条的结点从E点拉到O点的位置
(2)另一小组利用力传感器、轻绳、挂钟表盘等器材探究,先将表盘竖直固定,再将a绳和b绳一端分别与力传感器A和B相连,另一端共同系于O点,下端用细线挂一重物,并保持结点O始终处于表盘的圆心位置。如乙图所示,当a绳刚好位于表盘“11”的位置时,b绳位于表盘“1”的位置稳定时,A、B传感器读数均为;则重物的重力为______N。
(3)若该小组同学将b绳绕O点顺时针缓慢转动,a绳始终保持不动,且整个过程结点O的位置不变,直到b绳转至表盘“4”位置处,此过程中传感器B示数的变化为( )
A. 一直减小 B. 一直增大 C. 先减小后增大 D. 先增大后减小
【答案】(1)C (2) (3)C
【解析】
【小问1详解】
A.为了测量结果准确,实验前要将两弹簧测力计进行调零,故A正确;
B.为了读数准确,读数时视线应正对弹簧测力计的刻度,故B正确;
C.实验时力为了减小测量误差,和的夹角尽量大些,但不是越大越好,故C错误;
D.为了保证橡皮条的伸长量相同,产生相同的作用效果,则两次实验中都要将橡皮条的结点从E点拉到O点的位置,故D正确。
本题选择错误的,故选C。
【小问2详解】
根据几何关系可知a绳、b绳之间夹角为60°,由平衡条件得重物的重力为
【小问3详解】
整个过程结点O位置不变,则两橡皮条拉力的合力不变,根据题意作出三个力的动态三角形图形如图所示
将b绳绕O点顺时针缓慢转动,a绳始终保持不动,整个过程结点O的位置不变,直到b绳转至表盘“4”位置处,此过程中传感器B示数的变化为先减小后增大。
故选C。
12. 实验小组用如图甲所示实验装置,探究“加速度与力、质量的关系”实验。
(1)实验中下列说法正确的是______。(填正确选项标号)
A. 实验过程中,体现的物理方法或思想是控制变量法
B. 实验过程需要小车质量远大于沙桶及沙子质量
C. 补偿阻力时,要挂上沙桶,垫高木板右端,用小车拖着纸带打点
D. 交流电频率为,相邻计数点间还有四个点,则相邻两计数点间的时间间隔为
(2)某次实验打点计时器打出一条纸带,取计数点a、b、c、d、e、f、g等系列点,已知交流电频率为,相邻计数点间还有四个点没有画出,用刻度尺测出各相邻计数点间的距离如图乙所示,则小车运动的加速度大小______;c点时速度大小______。(结果均保留两位有效数字)
(3)根据实验数据,作出、图像如下图所示,实验中未补偿阻力的是______;实验中未满足的是______。(均填正确选项标号)
A. B. C. D.
【答案】(1)AB (2) ①. 2.4 ②. 0.51
(3) ①. B ②. D
【解析】
小问1详解】
A.实验过程中,需要控制小车的质量或小车受到的合力不变,体现的物理方法或思想是控制变量法,故A正确;
B.为了使细线拉力近似等于沙桶及沙子的总重力,实验过程需要小车质量远大于沙桶及沙子质量,故B正确;
C.补偿阻力时,应撤去沙桶,垫高木板右端,用小车拖着纸带打点,故C错误;
D.交流电频率为50Hz,相邻计数点间还有四个点,则相邻两计数点间的时间间隔,故D错误。
故选AB。
【小问2详解】
[1]根据逐差法可得小车运动的加速度大小
[2]打下点c点时速度大小
【小问3详解】
[1]实验中未补偿阻力时,则拉力需要达到一定数值,与阻力平衡后,小车才开始产生加速度,则图像有正的横轴截距,所以实验中未补偿阻力的是B;
[2]根据牛顿第二定律可得,
联立可得
当时,图像的斜率近似等于,保持不变;当不满足时,随着增大,减小,图像的斜率逐渐减小,图线向下弯曲;故实验中未满足的是D。
三、解答题(本题共三个小题,共计42分,其中13题10分,14题14分,15题18分,需写出计算过程及必要的文字说明方可得分)
13. 2025年亚洲冬季运动会在我国哈尔滨举行,跳台滑雪吸引各国运动员的参与。如图所示,两名运动员a、b(可视为质点)从雪道末端先后以初速度之比,沿水平方向向左飞出,落到雪坡(可视为斜面)上,雪坡的倾角为。不计空气阻力,求a、b两名运动员在空中的飞行时间之比?
【答案】1:4
【解析】
【详解】由平抛运动知识可知,水平方向做匀速直线运动
竖直方向做自由落体运动
运动员落在斜面上时有
联立可得运动员在空中的飞行时间
则a、b两名运动员在空中的飞行时间之比
14. 如图所示,质量为的滑块,在倾角为的固定斜面上恰好匀速下滑。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,,,。求:
(1)滑块和斜面之间的动摩擦因数;
(2)若施加一平行于斜面向上的推力F使滑块仍静止在斜面上,则F的取值范围是多少?
(3)当用水平向右的推力推滑块,滑块的加速度大小是多少?
【答案】(1)0.75
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
对滑块由平衡条件
解得滑块和斜面之间的动摩擦因数为
【小问2详解】
当摩擦力沿斜面向上最大时,推力F最小,为
当摩擦力沿斜面向下最大时,推力F最大,则
则滑块与斜面保持相对静止时,施加平行斜面向上的推力F的取值范围为。
【小问3详解】
对滑块受力分析如图
由牛顿第二定律
其中
代入数据联立解得
15. 某商场开展系列回馈,举行“抽桌布”挑战活动,可简化为如图所示的模型。水平桌面上有质量的桌布,上面放有一罐装饮料(可视为质点),质量。桌面长,饮料距桌面右端,给桌布施加一个水平向右的恒力F,欲将其从饮料下抽出。已知桌面左端与桌布对齐,桌布与桌面、饮料与桌面间的动摩擦因数均为,饮料与桌布间的动摩擦因数为,重力加速度g取。设饮料在运动过程中始终不会翻倒,求:
(1)桌布与桌面恰好发生相对滑动时,拉力的大小;
(2)当拉力时,饮料未从桌布上滑落之前,求桌布的加速度a的大小;
(3)若使桌布能从饮料下抽出,且饮料不会从桌面滑落,视为挑战成功。则挑战成功恒力需满足什么条件?
【答案】(1)3N (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
对饮料和桌布为整体,由牛顿第二定律可知饮料和桌布与桌面恰好发生滑动时,拉力
【小问2详解】
设当时,饮料与桌布恰好发生相对滑动,对饮料和桌布为整体,由牛顿第二定律可知
对饮料由牛顿第二定律
联立解得,
当拉力时,饮料未从桌布上滑落之前,对桌布由牛顿第二定律
代入数据解得
【小问3详解】
桌布抽出的过程,设桌布的加速度大小为,有
对饮料有
由运动学公式有
桌布抽出后,饮料在桌面上做匀减速直线运动,设经历时间恰好到桌面右边缘静止,对饮料
由运动学公式
假设饮料恰好到达桌面右边缘,由位移关系
联立解得
故挑战成功恒力需满足的条件为
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