精品解析：内蒙古包头市第四中学2023-2024学年高一下学期6月月考物理试题

包头四中2023-2024学年度第二学期6月月考 高一年级物理试题 一：单项选择题：（本题共7个小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项是正确的） 1. 羽毛球运动是一项深受大众喜爱体育运动。某同学为研究羽毛球飞行规律．找到了如图所示的羽毛球飞行轨迹图，空气阻力始终与速度方向相反，图中A、B为同一轨迹上等高的两点，P为该轨迹的最高点，则该羽毛球（　　） A. 经过P点时动量等于0 B. AP段重力的冲量小于PB段重力的冲量 C. 经过P点时重力势能最大，动能最小 D. AP段机械能不断减小，PB段机械能不断增大 2. 如图所示为汽车在水平路面上启动过程中的速度图像，Oa为过原点的倾斜直线，ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc段是与ab段相切的水平直线，则下述说法正确的是（　　） A. 时间内汽车做匀加速运动且功率恒定 B. 时间内汽车牵引力做功为 C. 时间内的合外力的冲量为 D. 在全过程中时刻功率最大，牵引力最小 3. 2023年2月26日，中国载人航天工程三十年成就展在中国国家博物馆举行，展示了中国载人航天发展历程和建设成就。如图所示是某次静止卫星从轨道1变轨到轨道3，点火变速在轨道P、Q两点，P为轨道1和轨道2切点，Q为轨道2和轨道3的切点。轨道1和轨道3为圆轨道，轨道2为椭圆轨道。设轨道1、轨道2和轨道3上卫星运行周期分别为、和。下列说法正确的是（　　） A. 卫星在轨道3上的动能最大 B. 卫星在轨道3上Q点的加速度大于轨道2上P点的加速度 C. 卫星在轨道2上由P点到Q点的过程中，由于离地高度越来越大，所以机械能逐渐增大 D. 卫星运行周期关系满足 4. 如图，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的小球，小球与一轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，已知杆与水平面之间的夹角，当小球位于B点时，弹簧与杆垂直，此时弹簧处于原长。现让小球自C点由静止释放，小球恰好滑到杆底端，在整个过程中，关于小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能，下列说法正确的是（ ） A. 小球的动能与重力势能之和先减小后增大 B. 小球的动能与弹簧的弹性势能之和先减小后增大 C. 小球的动能与弹簧的弹性势能之和先增大后减小 D. 小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和先减小后增大 5. 如图所示，悬挂点O通过轻绳连接了一个质量为m的小球，O点到水平地面的高度为h。轻绳的长度L可以变化，且。现将小球拉至与O点等高处且轻绳绷直，由静止释放小球，当轻绳摆至竖直状态时，靠近O点处固定的一个刀片割断轻绳，小球平抛落至地面。改变绳长L，重复上述过程，则随着L的逐渐增大，从小球由静止释放到落地的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 轻绳割断前弹力大小均不相同 B. 小球落地前瞬间速度均相同 C. 重力的瞬时功率一直在增大 D. 小球平抛运动水平位移先增大后减小 6. 质量为1kg的物体静止在粗糙的水平地面上，在一水平外力F的作用下运动，如图甲所示，运动9米后F停止作用，外力F和物体克服摩擦力f做的功与物体位移的关系如图乙所示，重力加速度。下列说法错误的是（　　） A. 物体与地面之间的动摩擦因数为0.2 B. 物体在前3m运动过程中的加速度为 C. 物体运动的位移为13.5m D. 时，物体的速度为 7. 两段斜面AB和BC连接成V字形，连接点B处可以视作一段极短的光滑圆弧，两段斜面长度均为，倾角，一质量为2kg的小物块从AB段斜面顶端由静止开始运动，小物块与AB段与BC段动摩擦因数均为0.5，g取，，。下列说法中正确的是（　　） A. 小物块第一次沿斜面BC向上运动的最远距离为0.5m B. 小物块第二次到达B点时的速度为2m/s C. 小物块在两段斜面上运动的总路程为1.5m D. 小物块第一次在AB段运动的重力的冲量为2N·s 二：多项选择题：（本题共3个小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项是正确的，漏选得3分，错选和不选得零分） 8. 2020年6月23日上午，北斗三号全球卫星导航系统的“收官之星”成功发射，标志着北斗三号全球卫星导航系统全球星座组网部署最后一步完成，中国北斗将点亮世界卫星导航的天空。“收官之星”最后静止在地面上空（与地面保持相对静止），该卫星距地面的高度为h。已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，由此可知（ ） A. “收官之星”运动的周期为 B. “收官之星”运动的轨道一定与赤道共面 C. “收官之星”运动的加速度为 D. 地球的平均密度为 9. 将一个物体从地面上竖直上抛，从物体离开地面开始计时，不计空气阻力，物体的动能Ek与时间t的关系图像如图所示。取重力加速度大小为。下列说法正确的是（　　） A. 物体离开地面时的速度大小为10m/s B. 物体的质量为1kg C. 物体上升阶段克服重力做功的平均功率为25W D. 物体离开地面后上升的最大高度为10m 10. 投石机是我国古代人民智慧的结晶，《范蠡兵法》中记载：“飞石重十二斤，为机发，行三百步。”如图所示为某实验小组自制的投石机，轻质长杆AB可绕光滑转轴O在竖直面内转动，OA长为，OB长为。将一质量的石块放在A端网袋中，网袋质量忽略不计，另一质量的重物固定于B端，初始时A端位于地面上，杆与水平面的夹角为。由静止释放后，杆转到竖直位置时将石块沿水平方向抛出。石块与重物均可视为质点，不计空气阻力，已知，，重力加速度g取，则（　　） A. 石块被抛出时的速度大小为8m/s B. 从静止释放到被抛出，轻杆对石块做的功为 C. 石块被抛出前对杆的作用力为50.4N D. 石块落地前瞬间重力的功率为 三、实验题：（本大题共2小题，共14分。第11题5分，第12题9分。） 11. 某实验小组设计了如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。绳和滑轮的质量忽略不计，轮与轴之间的摩擦忽略不计。 （1）实验时，该同学进行了如下操作： ①用天平分别测出物块A、B的质量4m0和3m0（A的质量含遮光片）。 ②测得遮光条的宽度为d。 ③将重物A、B用轻绳按图甲所示连接，跨放在轻质定滑轮上，一同学用手托住重物B，另一同学测量出遮光片中心到光电门中心的竖直距离h，之后释放重物B使其由静止开始下落。测得遮光片经过光电门的时间为∆t，则此时重物B速度vB=___________（用d、∆t表示）。 （2）要验证系统（重物A、B）机械能守恒，应满足的关系式为：___________（用重力加速度g、∆t、d和h表示）。 12. 某同学做“探究平抛运动特点”的实验，实验装置如图甲所示，用小锤击打弹性金属片，A球沿水平方向抛出，同时B球自由落下。若某次实验，频闪照相机记录了两小球在不同时刻的位置如图乙所示。 （1）实验时，有以下两个步骤：①用小锤击打弹性金属片；②打开频闪仪。正确的操作顺序是___。 A. 先①后② B. 先②后① C. ①和②同时进行 （2）根据图乙，任意时刻A、B两球竖直高度相同，可判断A球在竖直方向上做__________，为判断A球水平方向的运动特征，应测出__________________并做对比。 四、计算题（本题3小题，共40分，第13题12分，第14题15分，第15题13分。解答应写明必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位） 13. 如图甲所示，一质量为m = 2kg的物块静止在粗糙水平面上的A点，从t = 0时刻开始，物块受到按如图乙所示规律变化的水平力F作用并向右运动，第3s末物块运动到B点时速度刚好为0，第5s末物块刚好回到A点，已知物块与粗糙水平面之间的动摩擦因数μ = 0.15（g取10m/s2），求： （1）内物块运动的加速度及A与B间的距离； （2）水平力F在5s内对物块所做的功。 14. 如图所示，质量的篮球从离地高度处由静止释放，与地面发生第一次碰撞后反弹，达到最高点时离地高度，篮球与地面发生作用的时间。篮球反弹至最高点后，运动员通过竖直向下拍击篮球对其做功，使篮球与地面发生第二次碰撞，碰后恰能反弹至离地高度处。若篮球两次与地面碰撞损失的机械能相同，重力加速度，不计空气阻力。求： （1）篮球第一次与地面碰撞过程中，损失的机械能； （2）篮球第一次与地面碰撞的过程中，受到地面的平均作用力的大小F； （3）运动员拍击篮球的过程，对篮球做的功W。 15. 如图所示，光滑的倾斜直轨道固定在水平面上，且与水平面间的夹角=60°，轨道底端与一足够长的长木板平滑衔接，小物块经过斜轨道底端B点时没有能量损失。斜轨道上固定有一与斜轨道相切的光滑圆弧形轨道，圆弧轨道半径，C点为圆弧轨道最高点，圆弧轨道与斜轨道相切的出入口错开，切点A距斜轨道最低点B的距离。现让一小物块由斜轨道上方某点静止释放，小物块的质量，长木板质量，小物块与木板间的动摩擦因数μ，木板足够长，水平面光滑，小物块可视为质点，重力加速度大小为g（结果可用分数和根号表示）。 （1）若小物块能经圆弧轨道到达长木板，小物块的释放位置距离出入口的最小距离是多少？ （2）若小物块刚好能经圆弧轨道到达长木板，求小物块在出入口A处的速度； （3）在（2）问前提下，求小物块与长木板间因摩擦产生的热量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 包头四中2023-2024学年度第二学期6月月考 高一年级物理试题 一：单项选择题：（本题共7个小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项是正确的） 1. 羽毛球运动是一项深受大众喜爱的体育运动。某同学为研究羽毛球飞行规律．找到了如图所示的羽毛球飞行轨迹图，空气阻力始终与速度方向相反，图中A、B为同一轨迹上等高的两点，P为该轨迹的最高点，则该羽毛球（　　） A 经过P点时动量等于0 B. AP段重力的冲量小于PB段重力的冲量 C. 经过P点时重力势能最大，动能最小 D. AP段机械能不断减小，PB段机械能不断增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．动量的计算公式是 点是轨迹的最高点，此时羽毛球在竖直方向的速度为，但水平方向仍然有速度，所以点的速度不为，动量也就不为，A错误； B．设为空气阻力，在段，羽毛球向上运动，空气阻力和重力方向相同，加速度 在段，羽毛球向下运动，空气阻力和重力方向相反，加速度 因为 且和的竖直位移大小相等，根据运动学公式可知，段的运动时间小于段的运动时间。再根据冲量公式 可得， 所以，B正确； C．重力势能的计算公式是 点的高度最高，所以重力势能最大。动能的计算公式是 从到，空气阻力做负功，速度减小；但从到，空气阻力仍然做负功，速度会继续减小，点的速度不是最小的，所以点的动能不是最小的，C错误； D．机械能是动能与重力势能之和，机械能的变化由除重力之外的其他力做功决定，这里是空气阻力做功。在段和段，空气阻力始终与速度方向相反，做负功，所以机械能持续减小，并非段机械能增大，D错误； 故选B。 2. 如图所示为汽车在水平路面上启动过程中的速度图像，Oa为过原点的倾斜直线，ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc段是与ab段相切的水平直线，则下述说法正确的是（　　） A. 时间内汽车做匀加速运动且功率恒定 B. 时间内汽车牵引力做功为 C. 时间内的合外力的冲量为 D. 在全过程中时刻功率最大，牵引力最小 【答案】C 【解析】 【详解】A．时间内，速度图像为倾斜直线，说明汽车做匀加速直线运动，加速度恒定。设为阻力，为牵引力且此阶段恒定不变，车辆前进方向为正方向，根据牛顿第二定律 随着速度逐渐增大，由 功率逐渐增大，A错误； B．根据动能定理，合外力做功等于动能变化，即 时间内，牵引力和阻力都做功，因此牵引力做功 其中为阻力做功，且，B错误； C．根据动量定理，时间内，合外力的冲量等于动量变化量，即，C正确； D．时刻后，汽车以额定功率行驶，功率达到额定功率，之后功率不变。牵引力 时刻速度最大，因此时刻开始，牵引力最小，D错误； 故选C。 3. 2023年2月26日，中国载人航天工程三十年成就展在中国国家博物馆举行，展示了中国载人航天发展历程和建设成就。如图所示是某次静止卫星从轨道1变轨到轨道3，点火变速在轨道P、Q两点，P为轨道1和轨道2的切点，Q为轨道2和轨道3的切点。轨道1和轨道3为圆轨道，轨道2为椭圆轨道。设轨道1、轨道2和轨道3上卫星运行周期分别为、和。下列说法正确的是（　　） A. 卫星在轨道3上的动能最大 B. 卫星在轨道3上Q点的加速度大于轨道2上P点的加速度 C. 卫星在轨道2上由P点到Q点的过程中，由于离地高度越来越大，所以机械能逐渐增大 D. 卫星运行周期关系满足 【答案】D 【解析】 【详解】A．在圆轨道，根据万有引力提供向心力可得 则卫星在轨道3上的速度小，故卫星在轨道3上的动能小，故A错误； B．根据牛顿第二定律可得 解得 故轨道3上Q点的加速度小于轨道2上P点的加速度，故B错误； C．轨道2上从P到Q点只有万有引力做功，机械能不变，故C错误； D．根据开普勒第三律，对轨道1有 同理对2、3有 联立可得 故D正确。 故选D。 4. 如图，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的小球，小球与一轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，已知杆与水平面之间的夹角，当小球位于B点时，弹簧与杆垂直，此时弹簧处于原长。现让小球自C点由静止释放，小球恰好滑到杆底端，在整个过程中，关于小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能，下列说法正确的是（ ） A. 小球的动能与重力势能之和先减小后增大 B. 小球的动能与弹簧的弹性势能之和先减小后增大 C. 小球的动能与弹簧的弹性势能之和先增大后减小 D. 小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和先减小后增大 【答案】D 【解析】 【详解】在整个运动过程中，小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变。 A．小球下滑的过程中，弹簧的弹性势能先减小后增大，因此小球的动能与重力势能之和先增大后减小，故A错误； BC．小球下滑的过程中，重力势能一直减小，因此小球的动能与弹簧的弹性势能之和一直增大，故BC错误； D．小球下滑的过程中，小球的动能先增大后减小，因此小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和先减小后增大，故D正确。 故选D。 5. 如图所示，悬挂点O通过轻绳连接了一个质量为m的小球，O点到水平地面的高度为h。轻绳的长度L可以变化，且。现将小球拉至与O点等高处且轻绳绷直，由静止释放小球，当轻绳摆至竖直状态时，靠近O点处固定的一个刀片割断轻绳，小球平抛落至地面。改变绳长L，重复上述过程，则随着L的逐渐增大，从小球由静止释放到落地的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 轻绳割断前的弹力大小均不相同 B. 小球落地前瞬间速度均相同 C. 重力的瞬时功率一直在增大 D. 小球平抛运动水平位移先增大后减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球做圆周运动的过程中，由动能定理可得 在最低点，根据牛顿第二定律可得 解得 与绳长L无关，故A错误， B．根据动能定理，落地前瞬间小球的速度大小相同，但是方向不同，故B错误； C．在圆周运动阶段，初始位置和最低点竖直分速度均为0，重力功率先增大后减小，故C错误； D．平抛运动阶段，有 可得 当时，x有最大值，故x先增大后减小，故D正确。 故选D。 6. 质量为1kg的物体静止在粗糙的水平地面上，在一水平外力F的作用下运动，如图甲所示，运动9米后F停止作用，外力F和物体克服摩擦力f做的功与物体位移的关系如图乙所示，重力加速度。下列说法错误的是（　　） A. 物体与地面之间的动摩擦因数为0.2 B. 物体在前3m运动过程中的加速度为 C. 物体运动的位移为13.5m D. 时，物体的速度为 【答案】B 【解析】 【详解】A．在图中斜率表示力。由于外力是水平方向，且说明物体一直处于运动状态。因此滑动摩擦力为定值，即直线对应为克服摩擦力做功的图线。由 可知物体与地面之间的滑动摩擦力 由 可得，A正确； B．由对应题图乙的折线可知，前内，拉力，内拉力 物体在前内的加速度 物体在前位移中的加速度为，B错误； C．从物体开始运动到停止运动的过程，根据动能定理 解得 物体的最大位移为，C正确； D．对前，由动能定理有 其中 可得时，物体的速度为，D正确； 本题选说法错误项，故选B。 7. 两段斜面AB和BC连接成V字形，连接点B处可以视作一段极短的光滑圆弧，两段斜面长度均为，倾角，一质量为2kg的小物块从AB段斜面顶端由静止开始运动，小物块与AB段与BC段动摩擦因数均为0.5，g取，，。下列说法中正确的是（　　） A. 小物块第一次沿斜面BC向上运动的最远距离为0.5m B. 小物块第二次到达B点时的速度为2m/s C. 小物块在两段斜面上运动总路程为1.5m D. 小物块第一次在AB段运动的重力的冲量为2N·s 【答案】C 【解析】 【详解】A．物块从开始下滑到到达BC面最远的位置由动能定理 解得x=0.2m 即小物块第一次沿斜面BC向上运动的最远距离为0.2m，A错误； B．从BC面上的最高点到第二次到达B点由动能定理 解得 小物块第二次到达B点时的速度为，B错误； C．因，则物块最终停在B点，整个过程由能量关系 解得小物块在两段斜面上运动的总路程为s=1.5m，C正确； D．小物块第一次在AB段运动时的加速度 运动时间 重力的冲量为I=mgt=20N∙s，D错误。 故选C。 二：多项选择题：（本题共3个小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项是正确的，漏选得3分，错选和不选得零分） 8. 2020年6月23日上午，北斗三号全球卫星导航系统的“收官之星”成功发射，标志着北斗三号全球卫星导航系统全球星座组网部署最后一步完成，中国北斗将点亮世界卫星导航的天空。“收官之星”最后静止在地面上空（与地面保持相对静止），该卫星距地面的高度为h。已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，由此可知（ ） A. “收官之星”运动的周期为 B. “收官之星”运动的轨道一定与赤道共面 C. “收官之星”运动的加速度为 D. 地球的平均密度为 【答案】BD 【解析】 【详解】A. “收官之星”运动的周期为 解得 故A错误； B. 因为“收官之星”最后静止在地面上空（与地面保持相对静止），“收官之星”运动的轨道一定与赤道共面，故B正确； C. “收官之星”运动的加速度为 解得 故C错误； D. 地球的平均密度为 解得 故D正确。 故选BD。 9. 将一个物体从地面上竖直上抛，从物体离开地面开始计时，不计空气阻力，物体的动能Ek与时间t的关系图像如图所示。取重力加速度大小为。下列说法正确的是（　　） A. 物体离开地面时的速度大小为10m/s B. 物体的质量为1kg C. 物体上升阶段克服重力做功的平均功率为25W D. 物体离开地面后上升的最大高度为10m 【答案】AC 【解析】 详解】A．物体离开地面时动能 时，上升到最高点，动能为，根据竖直上抛运动，上升时间 初速度，A正确； B．由 代入、 可得，B错误； C．上升阶段克服重力做功 最大高度 所以 平均功率，C正确； D．最大高度，D错误； 故选AC。 10. 投石机是我国古代人民智慧的结晶，《范蠡兵法》中记载：“飞石重十二斤，为机发，行三百步。”如图所示为某实验小组自制的投石机，轻质长杆AB可绕光滑转轴O在竖直面内转动，OA长为，OB长为。将一质量的石块放在A端网袋中，网袋质量忽略不计，另一质量的重物固定于B端，初始时A端位于地面上，杆与水平面的夹角为。由静止释放后，杆转到竖直位置时将石块沿水平方向抛出。石块与重物均可视为质点，不计空气阻力，已知，，重力加速度g取，则（　　） A. 石块被抛出时的速度大小为8m/s B. 从静止释放到被抛出，轻杆对石块做的功为 C. 石块被抛出前对杆的作用力为50.4N D. 石块落地前瞬间重力的功率为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．设杆转到竖直位置时，重物B的速度为v，则A端石块的速度为2v，由机械能守恒定律 解得v=2m/s 即石块被抛出时的速度大小为4m/s，A错误； B．从静止释放到被抛出，对石块由动能定理 解得W=112J 即轻杆对石块做的功为，B正确； C．假设石块被抛出前杆对石块的作用力为支持力，则 解得F=5.6N，则假设成立，根据牛顿第三定律可知，石块对杆的作用力为5.6N，C错误； D．石块落地前瞬间的竖直速度为 则重力的功率为，D正确。 故选BD。 三、实验题：（本大题共2小题，共14分。第11题5分，第12题9分。） 11. 某实验小组设计了如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。绳和滑轮的质量忽略不计，轮与轴之间的摩擦忽略不计。 （1）实验时，该同学进行了如下操作： ①用天平分别测出物块A、B的质量4m0和3m0（A的质量含遮光片）。 ②测得遮光条的宽度为d。 ③将重物A、B用轻绳按图甲所示连接，跨放在轻质定滑轮上，一同学用手托住重物B，另一同学测量出遮光片中心到光电门中心的竖直距离h，之后释放重物B使其由静止开始下落。测得遮光片经过光电门的时间为∆t，则此时重物B速度vB=___________（用d、∆t表示）。 （2）要验证系统（重物A、B）的机械能守恒，应满足的关系式为：___________（用重力加速度g、∆t、d和h表示）。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 遮光片经过光电门的时间为∆t，则此时重物A的速度为 根据滑轮组关系可知 则此时重物B速度 【小问2详解】 对系统，若机械能守恒，则 代入速度表达式为 化简得 12. 某同学做“探究平抛运动特点”的实验，实验装置如图甲所示，用小锤击打弹性金属片，A球沿水平方向抛出，同时B球自由落下。若某次实验，频闪照相机记录了两小球在不同时刻的位置如图乙所示。 （1）实验时，有以下两个步骤：①用小锤击打弹性金属片；②打开频闪仪。正确的操作顺序是___。 A. 先①后② B. 先②后① C. ①和②同时进行 （2）根据图乙，任意时刻A、B两球竖直高度相同，可判断A球在竖直方向上做__________，为判断A球水平方向的运动特征，应测出__________________并做对比。 【答案】（1）B （2） ①. 自由落体运动 ②. A球相邻两位置的水平距离 【解析】 【小问1详解】 为了避免频闪照片记录区域上方出现大量的空白，实验时，应先打开频闪仪，再用小锤击打弹性金属片。 故选B。 【小问2详解】 [1][2]根据任意时刻A、B两球竖直高度相同，可判断A球在竖直方向上做自由落体运动；A球在水平方向上做匀速直线运动，为判断出这一运动特点，要测出A球相邻两位置的水平距离。 四、计算题（本题3小题，共40分，第13题12分，第14题15分，第15题13分。解答应写明必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位） 13. 如图甲所示，一质量为m = 2kg的物块静止在粗糙水平面上的A点，从t = 0时刻开始，物块受到按如图乙所示规律变化的水平力F作用并向右运动，第3s末物块运动到B点时速度刚好为0，第5s末物块刚好回到A点，已知物块与粗糙水平面之间的动摩擦因数μ = 0.15（g取10m/s2），求： （1）内物块运动的加速度及A与B间的距离； （2）水平力F在5s内对物块所做的功。 【答案】（1）方向向左， （2） 【解析】 【小问1详解】 设向右为正方向，内，水平力 物块受到的滑动摩擦力为 根据牛顿第二定律 合力为 因此加速度 加速度大小为，方向向左。 时，物块做初速度为0的匀加速直线运动，运动时间 设向左为正方向，根据匀加速直线运动位移公式 解得 则A与B间的距离为 小问2详解】 物块在内匀加速的末速度 末态动能 物块从到再回到，设总路程为，A与B间距离为，则 摩擦力始终与运动方向相反，故摩擦力始终做负功 设水平力在5s内对物块所做的功为，由动能定理 代入数据 解得 14. 如图所示，质量的篮球从离地高度处由静止释放，与地面发生第一次碰撞后反弹，达到最高点时离地高度，篮球与地面发生作用的时间。篮球反弹至最高点后，运动员通过竖直向下拍击篮球对其做功，使篮球与地面发生第二次碰撞，碰后恰能反弹至离地高度处。若篮球两次与地面碰撞损失的机械能相同，重力加速度，不计空气阻力。求： （1）篮球第一次与地面碰撞的过程中，损失的机械能； （2）篮球第一次与地面碰撞的过程中，受到地面的平均作用力的大小F； （3）运动员拍击篮球的过程，对篮球做的功W。 【答案】（1）2.1J；（2）48N；（3）4.2J 【解析】 【详解】（1）篮球第一次与地面碰撞的过程损失的机械能 （2）篮球第一次与地面碰撞前的速度大小为，碰撞后离地瞬间速度的大小为 篮球下落过程有 则 篮球上升过程有 则 篮球与地面碰撞过程，以竖直向下为正方向，根据动量定理有 则 （3）运动员拍球的过程中对篮球做功 15. 如图所示，光滑的倾斜直轨道固定在水平面上，且与水平面间的夹角=60°，轨道底端与一足够长的长木板平滑衔接，小物块经过斜轨道底端B点时没有能量损失。斜轨道上固定有一与斜轨道相切的光滑圆弧形轨道，圆弧轨道半径，C点为圆弧轨道最高点，圆弧轨道与斜轨道相切的出入口错开，切点A距斜轨道最低点B的距离。现让一小物块由斜轨道上方某点静止释放，小物块的质量，长木板质量，小物块与木板间的动摩擦因数μ，木板足够长，水平面光滑，小物块可视为质点，重力加速度大小为g（结果可用分数和根号表示）。 （1）若小物块能经圆弧轨道到达长木板，小物块的释放位置距离出入口的最小距离是多少？ （2）若小物块刚好能经圆弧轨道到达长木板，求小物块在出入口A处的速度； （3）在（2）问前提下，求小物块与长木板间因摩擦产生的热量。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 已知距的距离为，斜轨道倾角，由几何关系可得，点距水平面的竖直高度 点距水平面的竖直高度 为保证小物块能经圆弧轨道到达长木板，且求小物块的释放位置距离出入口的最小距离，说明小物块恰能经过点时，仅重力提供向心力，根据牛顿第二定律 可得 设释放点距的距离为，释放点竖直高度 从释放点到，以为零势能面，由机械能守恒定律可得 化简得 解得 【小问2详解】 从释放点到，以为零势能面，由机械能守恒定律可得 化简得 解得 【小问3详解】 从释放点到，由机械能守恒定律可得，可得 小物块滑上木板后，小物块质量、长木板质量组成的系统动量守恒，设最终共速为，根据 解得 摩擦生热等于系统动能减少量，即 代入、 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $