内容正文:
昭通一中教研联盟2026年春季学期高一年级期中考试
物理(A卷)
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。第Ⅰ卷第1页至第3页,第Ⅱ卷第4页至第6页。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。满分100分,考试用时75分钟。
第Ⅰ卷(选择题,共46分)
注意事项:
1、答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2、每小题选出答案后,用2B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。在试题卷上作答无效。
一、选择题(本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10小题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有错选的得0分。)
1. 下列说法中正确的是( )
A. 牛顿利用“扭秤装置”较为准确地测出了引力常量的数值
B. 匀速圆周运动是一种变速运动
C. 圆周运动的合外力总是沿半径指向圆心
D. 曲线运动一定是加速度变化的运动
2. 如图所示,为固定在水平地面上的光滑半圆轨道的圆心,为轨道上的一点,与水平方向的夹角为。小球在拉力的作用下始终静止在点。初始时拉力方向水平向左,若将拉力在竖直平面内沿顺时针方向缓慢转至竖直向上,在此过程中( )
A. 拉力一直增大 B. 拉力先减小后增大
C. 小球受到的支持力一直增大 D. 小球受到的支持力先减小后增大
3. 一列车在足够长的平直铁轨上以额定功率启动,列车牵引力为、最大速度为,所受阻力恒定,则以下说法正确的是( )
A. 列车加速过程保持不变 B. 列车加速过程加速度逐渐增大
C. 阻力 D. 功率
4. 如图所示,轻质细绳绕过光滑定滑轮,一端系着质量为的重物,小明拉着另一端以速度沿水平地面向左匀速移动,细绳与水平方向的夹角为。在人匀速移动过程中,下列说法正确的是( )
A. 重物正在匀速上升
B. 重物处于失重状态
C. 重物受到细绳的拉力小于它的重力
D. 当小明与重物的速度大小之比为时,有
5. 如图所示,在倾角为且足够大的光滑斜面上,有一长为的细线,细线的一端固定在点,另一端拴一质量为的小球。现使小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动。已知重力加速度为,下列判定正确的是( )
A. 小球在斜面上做匀速圆周运动
B. 小球运动到最高点时,细线拉力最大
C. 小球在最高点时的加速度为
D. 小球在最高点点时速度
6. 双星系统由两颗恒星组成,两恒星在相互引力的作用下,分别围绕其连线上的某点做周期相同的匀速圆周运动。若某双星系统初始运行时,两星之间的距离为,经过长时间的演化后,双星总质量变为原来的倍,两星做匀速圆周运动的周期变为原来的倍,则演化后两星之间的距离为( )
A. B. C. D.
7. 如图所示,将一质量为的小球,从倾角为的足够长斜面上的点以初速度水平抛出,落在斜面上的点,落点距抛出点的距离为,不计空气阻力,重力加速度大小为g,,,则下列说法正确的是( )
A. 小球从被抛出到落到斜面上点所用的时间为
B. 若将小球速度增加到,则落点距抛出点的距离增加至
C. 若小球在离斜面最远处沿垂直于斜面方向的投影点为点,则
D. 小球在运动过程中离斜面最远距离为
8. 关于功,下列说法正确的是( )
A. 摩擦力只能做负功
B. 的功比的功小
C. 重力对物体做正功时,重力势能减小
D. 若某物体所受合力做的功不为零,则每个力做的功均不为零
9. 神舟十八号载人飞船与天和核心舱对接过程的示意图如图所示,天和核心舱处于半径为的圆轨道Ⅲ;神舟十八号飞船处于半径为的圆轨道Ⅰ,通过变轨操作后,沿椭圆轨道Ⅱ运动到处与天和核心舱对接,之后在圆轨道Ⅲ上运行。则神舟十八号飞船( )
A. 由轨道Ⅰ变换到轨道Ⅱ需要在点加速
B. 在轨道Ⅰ上经过点时加速度大于轨道Ⅱ上经过点时加速度
C. 在轨道Ⅱ上经过点时的速度小于在轨道上Ⅰ的运行速度
D. 在轨道Ⅰ上和轨道Ⅲ上圆周运动的周期比为
10. 如图所示,水平圆盘上放置一个质量为的小物块,物块通过长的轻绳连接到竖直转轴上的定点,此时轻绳恰好伸直,与转轴成角。现使整个装置绕转轴缓慢加速转动(轻绳不会绕到转轴上,且不会被拉断),角速度从零开始缓慢增大。已知物块与圆盘间的动摩擦因数为0.6,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小,,。下列说法正确的是( )
A. 当时,圆盘与物块间的摩擦力为
B. 当时,圆盘对物块的支持力恰好为0
C. 轻绳对物块的弹力随角速度的增大而增大
D. 当时,轻绳对物块的弹力为
第Ⅱ卷(非选择题,共54分)
注意事项:
第Ⅱ卷用黑色碳素笔在答题卡上各题的答题区域内作答,在试题卷上作答无效。
二、填空、实验题(本大题共2小题,共20分)
11. 如图甲所示为向心力演示仪,可探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系。长槽的、处和短槽的处分别到各自转轴中心距离之比为。变速塔轮自上而下有三种组合方式,左右每层半径大小关系如图乙所示。
(1)本实验的目的是探究向心力的大小与小球质量、角速度和半径之间的关系,采用的研究方法是_____。
A. 等效替代法 B. 理想实验 C. 放大法 D. 控制变量法
(2)在某次实验中,把两个质量相等的钢球放在、位置,传动皮带位于塔轮的第二层,则探究的是向心力的大小与_____的关系。(选填“质量”“角速度”或“半径”)
(3)在另一次实验中,把两个质量相等的钢球放在、位置,传动皮带位于塔轮的第三层,则当塔轮匀速转动时,B、C两处的角速度之比为_____,左右两标尺露出的格子数之比约为_____。
12. 用如图所示的装置探究“在质量一定时,物体的加速度与力的关系”,所用器材及装配方法见图。先测出遮光条宽度和光电门A、B中心间距。然后释放砂桶,拉力传感器测出细线对滑块的拉力,遮光条通过光电门的遮光时间为、通过光电门的遮光时间为。
(1)遮光条经过光电门时的速度_____、经过光电门时的速度_____,由测量的物理量得到滑块的加速度大小_____。(用、、、表示)
(2)第一小组平衡好摩擦力后开始实验,并改变砂和砂桶的总质量得到多组加速度与拉力数据,绘制图像进行探究。本实验_____(填“不必”或“必须”)要求砂和砂桶的总质量远小于滑块的质量。
(3)第二小组只是把长木板放置于水平桌面上,未平衡摩擦力便进行实验,得到多组数据,绘制的图像如图。由图可知,该组所用滑块(含遮光条)的质量为_____,滑块与长木板间的动摩擦因数为_____。(取)(结果均保留一位有效数字)
三、计算题(本大题共3小题,共34分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数据计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 宇航员在半径为的某星球表面,将一小球从距地高处以初速度水平抛出,测得小球落地时水平位移为,已知引力常量为,将该星球视为质量分布均匀的球体,忽略空气阻力和该星球自转的影响,求:
(1)该星球表面的重力加速度大小;
(2)该星球的密度;
(3)该星球的第一宇宙速度。
14. 如图所示,一长为的轻杆的一端固定在水平转轴上,另一端固定一质量为的小球,轻杆随转轴在竖直平面内做匀速圆周运动,A、B分别为圆周的最高点和最低点,C、D分别为水平直径的两端点,重力加速度。
(1)若小球的线速度大小,求:
①运动到点时,杆对小球的作用力大小;
②运动到点时,杆对小球的作用力大小;
(2)若在点时杆对小球的作用力为,求小球圆周运动的角速度大小ω。
15. 如图所示,在水平面上有一足够长的质量的木板,在木板右端有一质量的物块(视为质点),物块与木板间的动摩擦因数,木板与水平面间的动摩擦因数。开始时木板与物块均静止,现用的水平恒力向右拉木板,两者发生相对滑动,经时间撤去水平恒力,取重力加速度,不计空气阻力。求:
(1)撤去力之前,物块加速度大小和木板的加速度大小;
(2)刚撤去时,物块速度大小和木板的速度大小;
(3)最终停止时,物块距木板右端的距离。
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昭通一中教研联盟2026年春季学期高一年级期中考试
物理(A卷)
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。第Ⅰ卷第1页至第3页,第Ⅱ卷第4页至第6页。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。满分100分,考试用时75分钟。
第Ⅰ卷(选择题,共46分)
注意事项:
1、答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2、每小题选出答案后,用2B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。在试题卷上作答无效。
一、选择题(本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10小题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有错选的得0分。)
1. 下列说法中正确的是( )
A. 牛顿利用“扭秤装置”较为准确地测出了引力常量的数值
B. 匀速圆周运动是一种变速运动
C. 圆周运动的合外力总是沿半径指向圆心
D. 曲线运动一定是加速度变化的运动
【答案】B
【解析】
【详解】A.卡文迪许利用扭秤装置较为准确地测出了引力常量的数值,牛顿仅提出万有引力定律,并未测定,故A错误;
B.速度是矢量,匀速圆周运动的速度方向时刻发生变化,因此速度是变化的,属于变速运动,故B正确;
C.只有匀速圆周运动的合外力全部提供向心力,沿半径指向圆心;变速圆周运动的合外力存在切向分量(用于改变速度大小),合外力不指向圆心,故C错误;
D.曲线运动的加速度可以恒定,例如平抛运动是曲线运动,其加速度为重力加速度,大小和方向均保持不变,故D错误。
故选B。
2. 如图所示,为固定在水平地面上的光滑半圆轨道的圆心,为轨道上的一点,与水平方向的夹角为。小球在拉力的作用下始终静止在点。初始时拉力方向水平向左,若将拉力在竖直平面内沿顺时针方向缓慢转至竖直向上,在此过程中( )
A. 拉力一直增大 B. 拉力先减小后增大
C. 小球受到的支持力一直增大 D. 小球受到的支持力先减小后增大
【答案】B
【解析】
【详解】AB.对小球受力分析如图所示,根据三角形法则,可得时有最小值,则拉力先减小后增大,故A错误,B正确;
CD.由图可得小球受到的支持力一直减小,故CD错误。
故选B。
3. 一列车在足够长的平直铁轨上以额定功率启动,列车牵引力为、最大速度为,所受阻力恒定,则以下说法正确的是( )
A. 列车加速过程保持不变 B. 列车加速过程加速度逐渐增大
C. 阻力 D. 功率
【答案】C
【解析】
【详解】A.加速过程中速度增大,恒定,由得牵引力逐渐减小,A错误;
B.根据牛顿第二定律,加速过程逐渐减小、阻力恒定,因此合力逐渐减小,加速度逐渐减小,B错误;
C.当列车速度达到最大值时,加速度为0,牵引力与阻力大小相等即
代入功率公式得,即,C正确;
D.公式中是牵引力的功率,应为,是合力的功率,不等于额定功率,D错误。
故选C。
4. 如图所示,轻质细绳绕过光滑定滑轮,一端系着质量为的重物,小明拉着另一端以速度沿水平地面向左匀速移动,细绳与水平方向的夹角为。在人匀速移动过程中,下列说法正确的是( )
A. 重物正在匀速上升
B. 重物处于失重状态
C. 重物受到细绳的拉力小于它的重力
D. 当小明与重物的速度大小之比为时,有
【答案】D
【解析】
【详解】A.如图所示
将人的速度分解为沿细绳方向和垂直细绳方向,重物的速度等于沿绳方向的速度,则
由于人向左以速度匀速移动过程,逐渐减小,逐渐增大,则重物速度变大,向上做加速运动,故A错误;
BC.重物的加速度向上,可知重物处于超重状态,根据
可得,即重物受到细绳的拉力大于它的重力,故BC错误;
D.当小明与重物的速度大小之比为时,有
可得
可得,故D正确。
故选D。
5. 如图所示,在倾角为且足够大的光滑斜面上,有一长为的细线,细线的一端固定在点,另一端拴一质量为的小球。现使小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动。已知重力加速度为,下列判定正确的是( )
A. 小球在斜面上做匀速圆周运动
B. 小球运动到最高点时,细线拉力最大
C. 小球在最高点时的加速度为
D. 小球在最高点点时速度
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据机械能守恒定律,小球在斜面上做圆周运动速率变化,不是做匀速圆周运动,A错误;
B.小球从最低位置运动到A过程中转过的角度为,根据圆周运动和牛顿第二定律有
小球从最低位置运动到A过程中,v减小,减小,线拉力一直在减小,B错误
C.小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动,说明最高点时细线拉力为0,向心力仅由重力沿斜面的分力提供
代入得,C正确;
D.根据向心力公式
解得,D错误。
故选C 。
6. 双星系统由两颗恒星组成,两恒星在相互引力的作用下,分别围绕其连线上的某点做周期相同的匀速圆周运动。若某双星系统初始运行时,两星之间的距离为,经过长时间的演化后,双星总质量变为原来的倍,两星做匀速圆周运动的周期变为原来的倍,则演化后两星之间的距离为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设双星总质量,两星间距为,运动周期为,根据双星运动规律推导: 两恒星靠万有引力提供向心力,分别对两星列式: ,
代入,
整理得核心关系
演化后总质量变为
周期变为
设新间距为,代入得
开三次方得
故选A。
7. 如图所示,将一质量为的小球,从倾角为的足够长斜面上的点以初速度水平抛出,落在斜面上的点,落点距抛出点的距离为,不计空气阻力,重力加速度大小为g,,,则下列说法正确的是( )
A. 小球从被抛出到落到斜面上点所用的时间为
B. 若将小球速度增加到,则落点距抛出点的距离增加至
C. 若小球在离斜面最远处沿垂直于斜面方向的投影点为点,则
D. 小球在运动过程中离斜面最远距离为
【答案】D
【解析】
【详解】A.依据斜面上平抛的推论
解得,故A错误;
B.依据平抛运动规律
将小球速度增加到,则落点距抛出点的距离变为,故B错误;
C.由于沿斜面方向小球做初速度不为零的匀加速运动,所以,故C错误;
D.建立沿斜面方向的轴,垂直于斜面方向的轴,将重力加速度分解为,,,
故垂直于斜面向上做匀减速直线运动
解得
距离斜面最远
故D正确。
故选 D。
8. 关于功,下列说法正确的是( )
A. 摩擦力只能做负功
B. 的功比的功小
C. 重力对物体做正功时,重力势能减小
D. 若某物体所受合力做的功不为零,则每个力做的功均不为零
【答案】BC
【解析】
【详解】A.摩擦力可做正功、负功或不做功,例如用手拿起桌上水杯时,静摩擦力对水杯做正功,A错误;
B.功是标量,正负仅表示动力做功还是阻力做功,不表示大小,功的大小比较看绝对值。功的大小为,功的大小为,因此的功比的功小,B正确;
C.重力做功与重力势能变化满足关系,重力做正功时,即重力势能减小,故C正确;
D.合力做功等于各力做功的代数和,例如光滑水平面上拉动物体时,重力和支持力做功为0,仅拉力做功不为0,合力做功不为0,存在做功为0的力,D错误。
故选BC。
9. 神舟十八号载人飞船与天和核心舱对接过程的示意图如图所示,天和核心舱处于半径为的圆轨道Ⅲ;神舟十八号飞船处于半径为的圆轨道Ⅰ,通过变轨操作后,沿椭圆轨道Ⅱ运动到处与天和核心舱对接,之后在圆轨道Ⅲ上运行。则神舟十八号飞船( )
A. 由轨道Ⅰ变换到轨道Ⅱ需要在点加速
B. 在轨道Ⅰ上经过点时加速度大于轨道Ⅱ上经过点时加速度
C. 在轨道Ⅱ上经过点时的速度小于在轨道上Ⅰ的运行速度
D. 在轨道Ⅰ上和轨道Ⅲ上圆周运动的周期比为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.飞船从低圆轨道Ⅰ变轨到椭圆轨道Ⅱ,需要做离心运动:在圆轨道Ⅰ的点万有引力刚好等于向心力,要离心进入椭圆轨道,需要在点加速,使万有引力小于所需向心力,故A正确;
B.加速度由万有引力提供,满足
同一位置到地心的距离相同,因此无论哪个轨道经过点,加速度大小相等,故B错误;
C.对圆轨道万有引力提供向心力
线速度满足
轨道Ⅲ半径,因此可得
飞船从椭圆轨道Ⅱ变轨到圆轨道Ⅲ,需要在B点加速才能进入圆轨道,因此轨道Ⅱ上B点的速度
综上可得,即轨道Ⅱ上经过B点时的速度小于轨道Ⅰ上的运行速度,故C正确;
D.根据开普勒第三定律
周期比,故D错误。
故选AC。
10. 如图所示,水平圆盘上放置一个质量为的小物块,物块通过长的轻绳连接到竖直转轴上的定点,此时轻绳恰好伸直,与转轴成角。现使整个装置绕转轴缓慢加速转动(轻绳不会绕到转轴上,且不会被拉断),角速度从零开始缓慢增大。已知物块与圆盘间的动摩擦因数为0.6,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小,,。下列说法正确的是( )
A. 当时,圆盘与物块间的摩擦力为
B. 当时,圆盘对物块的支持力恰好为0
C. 轻绳对物块的弹力随角速度的增大而增大
D. 当时,轻绳对物块的弹力为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.初始状态时轻绳恰好伸直,此时拉力为零,随着角速度增大,由静摩擦力提供向心力,达到最大静摩擦力时设此时角速度为,则
圆周运动半径
最大静摩擦力
代入数据解得临界角速度
当时,此时静摩擦力提供向心力,圆盘与物块间的摩擦力,故A正确;
B.随着继续增大,轻绳的拉力开始参与提供向心力,当圆盘对物块的支持力时,物块即将离开圆盘,此时和的合力提供向心力,设此时角速度为
对拉力正交分解可得,
解得,故B正确;
C.当角速度时,随着角速度的增大,轻绳对物块的弹力始终为零,故C错误;
D.,物块已离开圆盘,设此时轻绳与竖直方向夹角为,轻绳对物块的弹力为
竖直方向受力平衡
水平方向
解得,故D正确。
故选ABD。
第Ⅱ卷(非选择题,共54分)
注意事项:
第Ⅱ卷用黑色碳素笔在答题卡上各题的答题区域内作答,在试题卷上作答无效。
二、填空、实验题(本大题共2小题,共20分)
11. 如图甲所示为向心力演示仪,可探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系。长槽的、处和短槽的处分别到各自转轴中心距离之比为。变速塔轮自上而下有三种组合方式,左右每层半径大小关系如图乙所示。
(1)本实验的目的是探究向心力的大小与小球质量、角速度和半径之间的关系,采用的研究方法是_____。
A. 等效替代法 B. 理想实验 C. 放大法 D. 控制变量法
(2)在某次实验中,把两个质量相等的钢球放在、位置,传动皮带位于塔轮的第二层,则探究的是向心力的大小与_____的关系。(选填“质量”“角速度”或“半径”)
(3)在另一次实验中,把两个质量相等的钢球放在、位置,传动皮带位于塔轮的第三层,则当塔轮匀速转动时,B、C两处的角速度之比为_____,左右两标尺露出的格子数之比约为_____。
【答案】(1)D (2)角速度
(3) ①. ②.
【解析】
【分析】
【小问1详解】
本实验的目的是探究向心力的大小与小球质量m、角速度和半径r之间的关系,采用的实验方法是控制变量法。
故选D。
【小问2详解】
已知,两个小球质量相等,(质量、半径都相同);皮带在第二层时,左右塔轮半径为,皮带传动线速度相等,由得左右塔轮角速度不同,因此变量是角速度,探究的是向心力大小与角速度的关系。
【小问3详解】
[1]皮带在第三层时,左右塔轮半径为,皮带传动线速度相等,由
得
[2]向心力公式为
因为两球质量相等,且
所以向心力之比 , 标尺露出格子数与向心力大小成正比,因此格子数之比为
【点睛】
12. 用如图所示的装置探究“在质量一定时,物体的加速度与力的关系”,所用器材及装配方法见图。先测出遮光条宽度和光电门A、B中心间距。然后释放砂桶,拉力传感器测出细线对滑块的拉力,遮光条通过光电门的遮光时间为、通过光电门的遮光时间为。
(1)遮光条经过光电门时的速度_____、经过光电门时的速度_____,由测量的物理量得到滑块的加速度大小_____。(用、、、表示)
(2)第一小组平衡好摩擦力后开始实验,并改变砂和砂桶的总质量得到多组加速度与拉力数据,绘制图像进行探究。本实验_____(填“不必”或“必须”)要求砂和砂桶的总质量远小于滑块的质量。
(3)第二小组只是把长木板放置于水平桌面上,未平衡摩擦力便进行实验,得到多组数据,绘制的图像如图。由图可知,该组所用滑块(含遮光条)的质量为_____,滑块与长木板间的动摩擦因数为_____。(取)(结果均保留一位有效数字)
【答案】(1) ①. ②. ③.
(2)不必 (3) ①. 0.5 ②. 0.2
【解析】
【小问1详解】
[1][2]由于遮光时间很短,可利用平均速度近似表示瞬时速度,因此遮光条经过光电门的速度为,
[3] 滑块做匀加速直线运动,由匀变速速度位移公式
整理得加速度
【小问2详解】
本实验中拉力传感器可以直接测量出滑块受到的拉力,不需要用砂和砂桶的重力近似替代拉力,因此不必要求砂和砂桶总质量远小于滑块质量。
【小问3详解】
[1][2]未平衡摩擦力,对滑块由牛顿第二定律得
整理得
由图像可知:时,即摩擦力
图像斜率
解得滑块质量
代入得动摩擦因数
三、计算题(本大题共3小题,共34分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数据计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 宇航员在半径为的某星球表面,将一小球从距地高处以初速度水平抛出,测得小球落地时水平位移为,已知引力常量为,将该星球视为质量分布均匀的球体,忽略空气阻力和该星球自转的影响,求:
(1)该星球表面的重力加速度大小;
(2)该星球的密度;
(3)该星球的第一宇宙速度。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据小球做平抛运动的规律可得,水平方向有
竖直方向有
联立解得
【小问2详解】
在星球表面,忽略自转的影响有
密度
联立解得
【小问3详解】
根据星球表面附近万有引力近似等于重力,该力提供向心力,可得对近地卫星有
解得
14. 如图所示,一长为的轻杆的一端固定在水平转轴上,另一端固定一质量为的小球,轻杆随转轴在竖直平面内做匀速圆周运动,A、B分别为圆周的最高点和最低点,C、D分别为水平直径的两端点,重力加速度。
(1)若小球的线速度大小,求:
①运动到点时,杆对小球的作用力大小;
②运动到点时,杆对小球的作用力大小;
(2)若在点时杆对小球的作用力为,求小球圆周运动的角速度大小ω。
【答案】(1)①;②
(2)或
【解析】
【小问1详解】
①据牛顿第二定律有,在点时
代入数据解得:
②在点时,据平行四边形定则有:
代入数据解得:
【小问2详解】
在点时,若杆的作用力为支持力则有:
代入数据解得
若杆的作用力为拉力则有:
代入数据解得
15. 如图所示,在水平面上有一足够长的质量的木板,在木板右端有一质量的物块(视为质点),物块与木板间的动摩擦因数,木板与水平面间的动摩擦因数。开始时木板与物块均静止,现用的水平恒力向右拉木板,两者发生相对滑动,经时间撤去水平恒力,取重力加速度,不计空气阻力。求:
(1)撤去力之前,物块加速度大小和木板的加速度大小;
(2)刚撤去时,物块速度大小和木板的速度大小;
(3)最终停止时,物块距木板右端的距离。
【答案】(1),
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
现用的水平恒力向右拉木板,两者发生相对滑动,力作用时,对有
解得
对有
解得
【小问2详解】
撤力时,根据速度公式可得物块速度
木板速度
【小问3详解】
撤力时,木板开始匀减速,物块继续匀加速,直到两者共速。对木板有
解得
设经过时间,共速时有
解得
则此时速度为
则共速时,物块相对木板左滑的距离为
此后,由于,物块与木板间仍有相对滑动,两者分别减速直到先后停止,此过程物块相对木板向右滑动。对木板有
解得
停止运动时,物块相对木板向右滑距离为
所以最终停止时物块的位置与木板右端间的距离为
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