内容正文:
2025-2026学年福州外国语学校高三物理期中考试卷
满分:100分;考试时间:75分钟
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回
第I卷(选择题)
一、单项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 伽利略对自由落体运动的研究,是科学实验和逻辑思维的完美结合,如图所示,可大致表示其实验和思维的过程。对这一过程的分析,下列说法正确的是( )
A. 倾角一定时,小球在斜面上的位移与时间成正比
B. 通过对自由落体运动的研究,合理外推得出小球在斜面上做匀变速直线运动
C. 质量大的铜球沿斜面向下运动的加速度比质量小的铜球大
D. 伽利略采用了斜面实验,“冲淡”了重力的作用,便于运动时间的测量
【答案】D
【解析】
【详解】A.伽利略通过实验发现,倾角一定时,小球在斜面上的位移与时间的平方成正比,故A错误;
B.伽利略的研究逻辑是:先通过斜面实验得出小球在斜面上做匀变速直线运动,再合理外推到斜面倾角为,即推出自由落体的情况,因此是 “从斜面实验外推到自由落体”,而不是“通过自由落体研究推出斜面运动”,故B错误;
C.根据伽利略的实验和逻辑,小球沿斜面的加速度与质量无关,因此质量大的铜球和质量小的铜球加速度相同,故C错误;
D.做自由落体运动的物体下落的很快,测量其运动时间比较困难,因此伽利略从放慢落体运动速度入手,研究斜面上的小球运动,小球在斜面上运动,加速度减小,运动时间增长,因此甲图的目的是“冲淡”重力影响,便于测量小球运动所用时间,故D正确。
故选D。
2. 如图所示,A、B两小球从相同高度(足够高)同时水平抛出,经过时间t在空中相遇,若两球抛出的速度都变为原来的一半,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 两球不能相遇 B. 两球相遇时间不变
C. 两球相遇时间为2t D. 两球相遇时间为4t
【答案】C
【解析】
【详解】A.A、B两小球同时抛出,竖直方向上做自由落体运动,相等时间内下降的高度相同,始终在同一水平面上,所以改变平抛的初速度后两球也能相遇,故A错误;
BCD.设A、B间的水平距离为x,当A、B两小球以相同的水平速度v抛出时,则有
若两球抛出的速度都变为原来的一半,则有
联立解得,故C正确,BD错误。
故选C。
3. 如图甲所示,一物块(可视为质点)从倾角的足够长的斜面上滑下,物块运动的图像如图乙所示,重力加速度取,下列说法正确的( )
A. 物块的加速度为 B. 物块的初速度为零
C. 物块与斜面间的动摩擦因数为 D. 前2s内物块的平均速度为
【答案】C
【解析】
【详解】AB.根据
可得
由图像可知,
可得,AB错误;
C.根据牛顿第二定律可知
解得,C正确;
D.前2s内物块的平均速度等于1s末的速度,则为,D错误。
故选C。
4. 某游乐园中有各式旋转木马,尤其受小朋友们喜爱。木马上下运动的原理可以简化为如图所示的联动装置,连杆OB、BC通过铰链(视为质点)连接于B点,连杆BC、滑块A(木马)通过铰链(视为质点)连接于C点,连杆OB在竖直面内绕O点做圆周运动,可以使滑块A(木马)沿固定的竖直杆上下运动。已知连杆OB长为R,绕O点沿逆时针方向匀速转动的角速度为ω,当连杆BC与竖直方向的夹角为时,BC杆与OB杆的夹角为,则滑块A(木马)的速度大小为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设滑块A的线速度大小为v,B点的瞬时速度大小
将B点速度分解,如图所示
得到沿BC杆的速度大小
将滑块A的速度进行分解,如图所示
沿BC杆的速度大小为
联立解得
故选C。
二、双项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有2项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
5. 如图所示为一轻质弹簧的长度和弹力的关系图像(轻质弹簧未超过弹性限度),下列说法正确的是( )
A. 弹簧的原长为6cm
B. 弹簧的劲度系数为100N/m
C. 弹簧在长度分别为4cm和8cm时受到的弹力相同
D. 在该弹簧两端各加1N的压力,静止时弹簧的长度为4cm
【答案】AB
【解析】
【详解】A.由图可知弹簧的原长是,A正确;
B.由胡克定律得
B正确;
C.弹簧在4cm是被压缩,弹簧在8cm时被拉长,弹簧上的弹力大小相等,方向相反,C错误;
D.该弹簧两端各加1N压力时,弹簧的弹力为1N,根据胡克定律弹簧的长度为
解得弹簧长度为
D错误。
故选AB。
6. “双星系统”由相距较近的两颗恒星组成,在万有引力作用下,绕连线上的点做周期相等的匀速圆周运动。如图所示,星体的质量为,星体的质量为,均可看作质点,它们之间的距离为,到点的距离小于到点的距离,引力常量为,下列说法正确的是( )
A. 星体A受到的向心力小于星体B受到的向心力
B. 星体的质量大于星体的质量
C. 双星做匀速圆周运动的周期为
D. 双星做匀速圆周运动的周期为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.星体A所需的向心力由星体B对它的万有引力提供,星体B所需的向心力由星体A对它的万有引力提供,而星体B对星体A的万有引力与星体A对星体B的万有引力大小相等,故A错误;
B.设星体A和星体B圆周运动的半径分别为和,由于二者角速度相等,根据星体A的向心力等于星体B的向心力得
即
由于,所以
故B正确;
CD.对星体A和星体B,根据万有引力提供向心力得,
又
以上三式联立得
故选BD。
7. 如图所示,半径为r的半圆弧轨道ABC固定在竖直平面内,直径AC水平,一个质量为m的物块从圆弧轨道A点正上方P点由静止释放,物块刚好从A点无碰撞地进入圆弧轨道并做匀速圆周运动,到B点时对轨道的压力大小等于物块重力的2倍。重力加速度为g,不计空气阻力,不计物块的大小,则( )
A. 物块到达A点时速度大小为
B. P、A间的高度差为
C. 物块从A运动到B所用时间为
D. 物块从A运动到B克服摩擦力做的功为mgr
【答案】BD
【解析】
【详解】A.物块从A到B做匀速圆周运动,因此在A点的速度大小与在B点的速度大小相等,设速度大小为v,在B点有向心力公式
可解得,故A错误;
B.P、A间运动中,根据动能定理有
代入数据可解得,故B正确;
C.物块从A运动到B所用时间为,故C错误;
D.物块从A运动到B过程中动能不变,所以
所以,故D正确。
故选BD。
8. 如图所示,光滑水平面上有一质量为2kg、半径为0.8m的光滑圆弧曲面C,质量为2kg的小球B置于其底端,另一个质量为1kg的小球A以v0=6m/s的速度向B运动,并与B发生弹性碰撞,小球均可视为质点,不计一切摩擦,g=10m/s2,则( )
A. B恰好上升到圆弧曲面C的顶端
B. B运动到最高点时的速率为2m/s
C. C的最终速率为4m/s
D. B能与A再次发生碰撞
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.规定向右为正方向,A碰B过程有
解得碰后AB的速度分别为
当B运动到最高点时BC共速,则有
联立解得
可知B不能滑到C顶端,B运动到最高点时的速率为2m/s,故A错误,B正确;
CD.当B返回到C底端时有
联立解得此时BC速度分别为
可知C的最终速率为4m/s,B不能与A再次发生碰撞,故C正确,D错误。
故选BC。
第II卷(非选择题)
三、填空题(共9分)
9. 在匀加速上升的升降机中,实验者释放手中的物体并落到升降机的地板上。则他看到该物体______(填“满足”或“不满足”)落体“以匀加速下落”的规律。他用手中的弹簧称测量物体静止时的重量,其读数______(填“大于”“小于”或“等于”)该物体的真实重量。
【答案】 ①. 满足 ②. 大于
【解析】
【详解】[1]以实验者为参考系,物体相对实验者处于静止状态,所以当释放手中的物体,可以看到该物体满足落体“以匀加速下落”的规律。
[2]当用弹簧测量物体时,因为物体随升降机一起向上做匀加速运动,物体处于超重状态,所以弹簧测力计的读数大于物体重力。
10. 如图甲,一物块在水平向右的推力作用下从点由静止开始向右做直线运动,推力的大小随时间变化的规律如图乙,物块的质量,与台面间的动摩擦因数,。则在0-3s内,推力的冲量大小是______,0-1s内,推力所做的功为______,物块在时的速度是______。
【答案】 ①. 8 ②. 0 ③. 3
【解析】
【详解】[1]根据图像中,图线与坐标轴围成的面积为冲量的大小,故有力F的冲量大小为
[2]由题可知,地面对物体的最大静摩擦力
而时间内,推力大小为
物体处于静止状态,故推力所做的功为0;
[3]在内动量定理可得
代入数据解得
11. 在距离地面高的位置,以的初速度竖直向上抛出一枚网球,网球最终落回地面。设网球落地后不再反弹,不计空气阻力,重力加速度取,则网球落地时的速度大小为___________m/s,网球在空中运动的时间为___________s。
【答案】 ①. 10 ②. 1.8
【解析】
【详解】[1]根据速度位移关系公式得网球落地时的速度大小为
[2]根据速度公式得网球在空中运动的时间为
四、实验题(共12分)
12. 在"用圆锥摆验证向心力的表达式"实验中,如图甲所示,悬点刚好与一个竖直的刻度尺零刻度线对齐.将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上,使钢球静止时正好位于圆心.用于带动钢球,设法使它刚好沿纸上某个半径为r的圆周运动,钢球的质量为m。重力加速度为g。
(1)用秒表记录运动n圈的总时间为t,那么小球做圆周运动中需要的向心力表达式为_____
(2)通过刻度尺测得小球轨道平面距悬点的高度为h,那么小球做圆周运动中外力提供的向心力表达式F= _____________ (用题中所给物理量的字母表示上面各问的结果)
【答案】 ①. ②.
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]根据向心力公式
而
得
(2)如图由几何关系可得
13. 为了验证动量守恒定律,大同市某中学的高二年级的同学设计了如图所示的实验装置:将一足够长气垫导轨放置在水平桌面上,光电门1和光电门2相隔适当距离安装好,在滑块A和B相碰的端面上装有弹性碰撞架,它们的上端装有宽度均为d的挡光片,测得滑块A、 B(包含遮光片)的质量分别为m1和m2。
(1)打开气泵,调节气垫导轨,将一个滑块放在气垫导轨左端,向右轻推滑块,当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间_____(填“相等”或“不相等”)时,可认为气垫导轨水平。
(2)滑块A置于光电门1的左侧,滑块B静置于两光电门之间,给A一个向右的初速度,A与静止的滑块B发生碰撞且不粘连。与光电门1相连的计时器显示的遮光时间为Δt1,与光电门2相连的计时器先后显示的两次遮光时间分别为Δt2和Δt3。为使滑块A能通过光电门2,则m1_____m2(小于、等于或大于);该装置在用于“验证动量守恒定律”时,_____(填“需要”或“不需要”)测出遮光片的宽度d。
(3)若两滑块发生的是弹性碰撞,则下列等式成立的是( )
A. B.
C. D.
(4)改变实验装置用于验证动量定理:拿下滑块A、B,把气垫导轨左端抬高,使导轨与水平面夹角为30°,然后固定导轨。让滑块A从光电门1的左边由静止滑下,通过光电门1和2的时间为ΔtA1和ΔtA2,通过光电门1和2之间的时间间隔为t,重力加速度为g,如果关系式_____(用d、ΔtA1、ΔtA2、t及g表示)在误差允许范围内成立,表明动量定理成立。
【答案】(1)相等 (2) ①. 大于 ②. 不需要 (3)C
(4)
【解析】
【小问1详解】
调节气垫导轨水平,向右轻推滑块,如果滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间相等,则气垫导轨水平。
【小问2详解】
[1]当滑块A的质量大于滑块B的质量时,A、B碰撞后A不反弹,碰撞后A能通过光电门2;
[2]设遮光条的宽度为d,滑块经过光电门时的速度大小分别是,,
滑块碰撞过程系统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得
整理得
实验不需要测遮光条的宽度d
【小问3详解】
若滑块发生弹性碰撞,碰撞过程系统机械能守恒,由机械能守恒定律得
解得,
故选C。
【小问4详解】
滑块经过两光电门时的速度大小分别是,
滑块A从光电门1运动到光电门2的过程,由动量定理得
整理得
五、解答题(共39分)
14. 某人以窗户为背景录像时,恰好把从高处落下的一个小石子拍摄在视频中,测得视频中石子通过窗框的时间为,窗框上下边的长度为,重力加速度,求:
(1)石子通过窗框的平均速度大小v;
(2)石子由静止开始下落的位置离窗框上边的高度h。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
石子通过窗框的平均速度大小为
【小问2详解】
根据匀变速直线运动推论可知,石子通过窗框过程中间时刻的速度为
则石子通过窗框上边时的速度为
根据
可得石子由静止开始下落的位置离窗框上边的高度为
15. 如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的粗糙半圆形导轨在B点相接,导轨半径为R。一个质量为m的物块将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物块获得某一向右速度后脱离弹簧,它经过B点的速度为v1,之后沿半圆形导轨运动,恰好能运动到最高点C,重力加速度为g。求:
(1)弹簧压缩至A点时的弹性势能Ep;
(2)物块沿半圆形轨道运动过程中阻力所做的功Wf;
(3)如果圆弧轨道也光滑,为保证物块在轨道上运动过程始终不脱离轨道,弹簧弹性势能的取值范围。
【答案】(1)
(2)
(3)或
【解析】
【小问1详解】
物块从A点到B点,水平面AB光滑,根据能量守恒可得
即弹簧压缩至A点时的弹性势能为
【小问2详解】
从B点到C点,对物块,根据动能定理可得
在C点,重力提供向心力有
解得阻力所做的功
【小问3详解】
圆弧轨道也光滑,若物块刚好能运动到圆心等高处,从A点到圆心等高处,根据能量守恒可得
即弹簧弹性势能满足,物块在轨道上运动过程始终不脱离轨道。
若物块刚好能运动到最高点C,在C点,重力提供向心力有
从A点到C点,根据能量守恒可得
解得
即弹簧弹性势能满足,物块在轨道上运动过程始终不脱离轨道。
综上所述,弹簧弹性势能或
16. 如图,为一段光滑轨道,其中段是半径为的圆弧形轨道,与圆心的连线与竖直方向夹角为。是水平足够长直轨道,与段在点平滑连接。滑块从距点高度处水平抛出,恰好能从点切入轨道。在水平轨道某位置静止放置一长的木板,木板左右两侧各有一固定挡板。木板紧靠右挡板放置一滑块。滑块在轨道上与木板发生碰撞,碰撞后立即从轨道移去滑块。若,且,滑块、均可视为质点,与之间、与挡板之间的碰撞均为弹性碰撞。、之间的动摩擦因数为,求:
(1)滑块到达点时的速度;
(2)滑块与木板碰后木板的速度;
(3)滑块与左右两侧挡板碰撞的总次数。
【答案】(1),和水平方向夹角沿轨道切线方向
(2),方向向右
(3)6次
【解析】
【小问1详解】
滑块A从距M点高度处水平抛出,根据动能定理
恰好能从点切入轨道可得
联立解得滑块A到达M点时的速度
水平方向夹角沿轨道切线方向。
【小问2详解】
从M点到与木板B碰撞,有
解得
A与B发生弹性碰撞,有
解得
滑块与木板碰后木板的速度,方向向右。
【小问3详解】
因C与挡板间的碰撞为弹性碰撞,B和C系统动量守恒,最终B与C共速做匀速直线运动。
故有
系统机械能损失为
系统损失的机械能转化为摩擦生热,有
解得
滑块C相对木板B上来回滑动的距离为,故C与左右两挡板碰撞的次数为
故滑块C与两侧挡板共碰撞6次。
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2025-2026学年福州外国语学校高三物理期中考试卷
满分:100分;考试时间:75分钟
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回
第I卷(选择题)
一、单项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 伽利略对自由落体运动的研究,是科学实验和逻辑思维的完美结合,如图所示,可大致表示其实验和思维的过程。对这一过程的分析,下列说法正确的是( )
A. 倾角一定时,小球在斜面上的位移与时间成正比
B. 通过对自由落体运动的研究,合理外推得出小球在斜面上做匀变速直线运动
C. 质量大的铜球沿斜面向下运动的加速度比质量小的铜球大
D. 伽利略采用了斜面实验,“冲淡”了重力的作用,便于运动时间的测量
2. 如图所示,A、B两小球从相同高度(足够高)同时水平抛出,经过时间t在空中相遇,若两球抛出的速度都变为原来的一半,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 两球不能相遇 B. 两球相遇时间不变
C. 两球相遇时间为2t D. 两球相遇时间为4t
3. 如图甲所示,一物块(可视为质点)从倾角的足够长的斜面上滑下,物块运动的图像如图乙所示,重力加速度取,下列说法正确的( )
A. 物块的加速度为 B. 物块的初速度为零
C. 物块与斜面间的动摩擦因数为 D. 前2s内物块的平均速度为
4. 某游乐园中有各式旋转木马,尤其受小朋友们喜爱。木马上下运动的原理可以简化为如图所示的联动装置,连杆OB、BC通过铰链(视为质点)连接于B点,连杆BC、滑块A(木马)通过铰链(视为质点)连接于C点,连杆OB在竖直面内绕O点做圆周运动,可以使滑块A(木马)沿固定的竖直杆上下运动。已知连杆OB长为R,绕O点沿逆时针方向匀速转动的角速度为ω,当连杆BC与竖直方向的夹角为时,BC杆与OB杆的夹角为,则滑块A(木马)的速度大小为( )
A. B.
C. D.
二、双项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有2项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
5. 如图所示为一轻质弹簧的长度和弹力的关系图像(轻质弹簧未超过弹性限度),下列说法正确的是( )
A. 弹簧的原长为6cm
B. 弹簧的劲度系数为100N/m
C. 弹簧在长度分别为4cm和8cm时受到的弹力相同
D. 在该弹簧两端各加1N的压力,静止时弹簧的长度为4cm
6. “双星系统”由相距较近的两颗恒星组成,在万有引力作用下,绕连线上的点做周期相等的匀速圆周运动。如图所示,星体的质量为,星体的质量为,均可看作质点,它们之间的距离为,到点的距离小于到点的距离,引力常量为,下列说法正确的是( )
A. 星体A受到的向心力小于星体B受到的向心力
B. 星体的质量大于星体的质量
C. 双星做匀速圆周运动的周期为
D. 双星做匀速圆周运动的周期为
7. 如图所示,半径为r的半圆弧轨道ABC固定在竖直平面内,直径AC水平,一个质量为m的物块从圆弧轨道A点正上方P点由静止释放,物块刚好从A点无碰撞地进入圆弧轨道并做匀速圆周运动,到B点时对轨道的压力大小等于物块重力的2倍。重力加速度为g,不计空气阻力,不计物块的大小,则( )
A. 物块到达A点时速度大小为
B. P、A间的高度差为
C. 物块从A运动到B所用时间为
D. 物块从A运动到B克服摩擦力做的功为mgr
8. 如图所示,光滑水平面上有一质量为2kg、半径为0.8m的光滑圆弧曲面C,质量为2kg的小球B置于其底端,另一个质量为1kg的小球A以v0=6m/s的速度向B运动,并与B发生弹性碰撞,小球均可视为质点,不计一切摩擦,g=10m/s2,则( )
A. B恰好上升到圆弧曲面C的顶端
B. B运动到最高点时的速率为2m/s
C. C的最终速率为4m/s
D. B能与A再次发生碰撞
第II卷(非选择题)
三、填空题(共9分)
9. 在匀加速上升的升降机中,实验者释放手中的物体并落到升降机的地板上。则他看到该物体______(填“满足”或“不满足”)落体“以匀加速下落”的规律。他用手中的弹簧称测量物体静止时的重量,其读数______(填“大于”“小于”或“等于”)该物体的真实重量。
10. 如图甲,一物块在水平向右的推力作用下从点由静止开始向右做直线运动,推力的大小随时间变化的规律如图乙,物块的质量,与台面间的动摩擦因数,。则在0-3s内,推力的冲量大小是______,0-1s内,推力所做的功为______,物块在时的速度是______。
11. 在距离地面高的位置,以的初速度竖直向上抛出一枚网球,网球最终落回地面。设网球落地后不再反弹,不计空气阻力,重力加速度取,则网球落地时的速度大小为___________m/s,网球在空中运动的时间为___________s。
四、实验题(共12分)
12. 在"用圆锥摆验证向心力的表达式"实验中,如图甲所示,悬点刚好与一个竖直的刻度尺零刻度线对齐.将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上,使钢球静止时正好位于圆心.用于带动钢球,设法使它刚好沿纸上某个半径为r的圆周运动,钢球的质量为m。重力加速度为g。
(1)用秒表记录运动n圈的总时间为t,那么小球做圆周运动中需要的向心力表达式为_____
(2)通过刻度尺测得小球轨道平面距悬点的高度为h,那么小球做圆周运动中外力提供的向心力表达式F= _____________ (用题中所给物理量的字母表示上面各问的结果)
13. 为了验证动量守恒定律,大同市某中学的高二年级的同学设计了如图所示的实验装置:将一足够长气垫导轨放置在水平桌面上,光电门1和光电门2相隔适当距离安装好,在滑块A和B相碰的端面上装有弹性碰撞架,它们的上端装有宽度均为d的挡光片,测得滑块A、 B(包含遮光片)的质量分别为m1和m2。
(1)打开气泵,调节气垫导轨,将一个滑块放在气垫导轨左端,向右轻推滑块,当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间_____(填“相等”或“不相等”)时,可认为气垫导轨水平。
(2)滑块A置于光电门1的左侧,滑块B静置于两光电门之间,给A一个向右的初速度,A与静止的滑块B发生碰撞且不粘连。与光电门1相连的计时器显示的遮光时间为Δt1,与光电门2相连的计时器先后显示的两次遮光时间分别为Δt2和Δt3。为使滑块A能通过光电门2,则m1_____m2(小于、等于或大于);该装置在用于“验证动量守恒定律”时,_____(填“需要”或“不需要”)测出遮光片的宽度d。
(3)若两滑块发生的是弹性碰撞,则下列等式成立的是( )
A. B.
C. D.
(4)改变实验装置用于验证动量定理:拿下滑块A、B,把气垫导轨左端抬高,使导轨与水平面夹角为30°,然后固定导轨。让滑块A从光电门1的左边由静止滑下,通过光电门1和2的时间为ΔtA1和ΔtA2,通过光电门1和2之间的时间间隔为t,重力加速度为g,如果关系式_____(用d、ΔtA1、ΔtA2、t及g表示)在误差允许范围内成立,表明动量定理成立。
五、解答题(共39分)
14. 某人以窗户为背景录像时,恰好把从高处落下的一个小石子拍摄在视频中,测得视频中石子通过窗框的时间为,窗框上下边的长度为,重力加速度,求:
(1)石子通过窗框的平均速度大小v;
(2)石子由静止开始下落的位置离窗框上边的高度h。
15. 如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的粗糙半圆形导轨在B点相接,导轨半径为R。一个质量为m的物块将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物块获得某一向右速度后脱离弹簧,它经过B点的速度为v1,之后沿半圆形导轨运动,恰好能运动到最高点C,重力加速度为g。求:
(1)弹簧压缩至A点时的弹性势能Ep;
(2)物块沿半圆形轨道运动过程中阻力所做的功Wf;
(3)如果圆弧轨道也光滑,为保证物块在轨道上运动过程始终不脱离轨道,弹簧弹性势能的取值范围。
16. 如图,为一段光滑轨道,其中段是半径为的圆弧形轨道,与圆心的连线与竖直方向夹角为。是水平足够长直轨道,与段在点平滑连接。滑块从距点高度处水平抛出,恰好能从点切入轨道。在水平轨道某位置静止放置一长的木板,木板左右两侧各有一固定挡板。木板紧靠右挡板放置一滑块。滑块在轨道上与木板发生碰撞,碰撞后立即从轨道移去滑块。若,且,滑块、均可视为质点,与之间、与挡板之间的碰撞均为弹性碰撞。、之间的动摩擦因数为,求:
(1)滑块到达点时的速度;
(2)滑块与木板碰后木板的速度;
(3)滑块与左右两侧挡板碰撞的总次数。
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