精品解析:湖北襄阳市第六中学2025-2026学年高一下学期3月学情调研物理试卷
2026-04-28
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内容正文:
3月学情调研物理试卷
一、单选题(4分×7=28分)
1. 下列关于运动物体的合外力做功与动能、速度变化的关系,正确的是( )
A. 物体做变速运动,合外力一定不为零,动能一定变化
B. 若合外力对物体做功为零,则合外力一定为零
C. 物体所受的合外力做功,它的速度大小一定发生变化
D. 物体的动能不变,所受的合外力必定为零
2. 2022年5月,我国成功完成天舟四号货运飞船与空间站对接,形成的组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动,周期约90分钟。下列说法正确的是( )
A. 组合体的轨道半径一定比地球静止卫星的小
B. 组合体的速度大小略大于第一宇宙速度
C. 组合体的角速度大小比地球静止卫星的小
D. 组合体的加速度大小比地球静止卫星的小
3. 某工人使用双轮手推车运送短钢管,手推车装入钢管后的侧面示意图如图所示。推车侧面ON与底面OM垂直,当侧面ON与水平方向夹角θ=60°时,6号钢管对侧面ON的压力等于其重力G,忽略一切摩擦,则下列说法正确的是( )
A. 其他钢管对6号钢管的作用力大小等于G
B. 底面OM受到的压力小于侧面ON受到的压力
C. 若减小θ角,钢管仍保持静止,则钢管对推车的压力将增大
D. 若减小θ角,钢管仍保持静止,则钢管对推车的压力将减小
4. 在粗糙的水平面上给滑块一定的初速度,使其沿粗糙的水平面滑动,经测量描绘出了滑块的动能与滑块的位移的变化规律图线,如图所示。用μ表示滑块与水平面之间的动摩擦因数,用t表示滑块在该水平面上滑动的时间,已知滑块的质量为m=19kg,g=10m/s2。则μ和t分别等于( )
A. 0.01、10s B. 0.01、5s
C. 0.05、10s D. 0.05、5s
5. 如图甲所示,一个小铁球在水平纸面上做直线运动,初速度为v0。为了研究小铁球的运动情况,利用一块条形磁铁从不同方向给它施加力的作用。某次操作中小铁球沿图乙中实线所示轨迹运动。关于条形磁铁位置的判断,下列说法正确的是( )
A. 可能放在A位置 B. 可能放在B位置
C. 可能放在C位置 D. 可能放在D位置
6. 如图所示,将细线的上端固定于天花板的点,并在O点正下方A点钉一个钉子。将小球拉离竖直位置一定的角度后由静止释放,细线与钉子接触的瞬间,下列说法正确的是( )
A. 小球的线速度变小 B. 小球的向心加速度变小
C. 细线的拉力突然变大 D. 钉子的位置越靠上,细线越容易被拉断
7. 从地面竖直向上抛出一物体,在运动过程中除受到重力外,还受到一大小恒定、方向始终与运动方向相反的空气阻力F阻的作用。距地面高度h在0至3 m以内时,物体上升、下落过程中动能Ek随h的变化如图所示。重力加速度取10m/s2,该物体运动过程受到的空气阻力F阻为( )
A. 0.5N B. 1 N C. 1.5 N D. 2 N
二、多选题(4分×3=12分)
8. 简易儿童蹦极装置如图所示。活动开始前,先给小朋友绑上安全带,然后将弹性绳拉长后固定在小朋友身上,并通过其它力作用使小朋友停留在蹦床上。当撤去其它力后,小朋友被“发射”出去冲向高空,小朋友到达最高点,然后下落到B点时,弹性绳恰好为原长,然后继续下落至最低点A。若小朋友可视为质点,并始终沿竖直方向运动,忽略弹性绳质量与空气阻力,则小朋友( )
A. 在C点时的加速度大小不为0 B. B到A过程加速度先减小后增大
C. 在B点时速度最大 D. 在下落过程中机械能不断增大
9. 轻质动滑轮下方悬挂重物A,轻线跨过轻质定滑轮下方悬挂重物B,悬挂滑轮的轻质细线竖直。开始时,重物A、B处于静止状态,释放后A、B开始运动。已知A、B的质量相等,假设摩擦阻力和空气阻力均忽略不计,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. A向下运动,B向上运动
B. B物体速度大小是A物体速度大小的两倍
C. 悬挂A的细线与悬挂定滑轮的细线拉力大小均为
D. A物体位移大小为h时,B物体的速度大小为
10. 我国正在攻关的超高速风洞,是研制新一代飞行器的摇篮,它可以复现40到100公里高空、时速最高达10公里/秒,相当于约30倍声速的飞行条件。现有一小球从风洞中的点竖直向上抛出,小球受到大小恒定的水平风力,其运动轨迹大致如图所示,其中、两点在同一水平线上,点为轨迹的最高点,小球在点动能为,在点动能为,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 小球所受重力和风力大小之比为3:4
B. 小球在上升和下降过程中机械能变化量之比为1:3
C. 小球落到点时的动能为
D. 小球从点运动到点过程中的最小动能为
三、实验题(2分×8=16分)
11. 在探究“质量一定时,物体的加速度a与所受合力F的关系”的实验时,所需实验器材及安装示意图如图所示:
(1)为了近似地认为,砂和砂桶的重力等于小车受到的合外力F,首先要用木块将长木板的右侧垫高来平衡摩擦力。在左侧_________(选填“悬挂”或“不悬挂”)砂桶的情况下,给小车一初速度,通过观察小车经过两个光电门的时间来判断是否正确完成了该操作。若发现小车通过光电门1的遮光时间小于通过光电门2的时间,此时应进行的操作是_________;
A.将垫块向右移动 B.将垫块向左移动
C.将遮光片宽度减小 D.适当增大两光电门间的距离
(2)在改变砂子质量时,需确保小车(含遮光片)的质量_________砂和砂桶的质量。
A.略小于 B.远大于 C.略大于 D.远小于
(3)该同学在砂和砂桶的质量不变的情况下,多次改变小车静止释放点到光电门2的距离x,记录小车通过光电门2的时间t,利用所测数据作出图像,求得其斜率为k,已知遮光片宽度为d,则小车的加速度为_________
A.2kd B. C. D.
12. 小明用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。将直径为,质量为的小球从点由静止下落,小球球心正下方()处固定一个光电门,小球经过光电门的挡光时间可由计时器测出,重力加速度为
(1)小球经过光电门时的速度________;(用题中字母表示)
(2)小球从下落到的过程中,重力势能减少量为________;(用题中字母表示)
(3)改变,重复实验得到多组数据,以为纵轴,以为横轴作图像,得到了一条过原点直线。若小球下落过程中机械能守恒,则该直线其斜率为________;(用题中字母表示)
(4)若小球下落时,由于操作失误,使球心偏向光电门激光束的左侧,俯视图如图乙所示。则测量所得小球经过光电门时的动能与原操作相比________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
四、解答题(12分+14分+18分=44分)
13. 中国神话故事“嫦娥奔月”源自古人对星辰的崇拜。假设你经过刻苦学习与训练,作为航天员登陆月球后,在半径为R的月球表面上以大小为v0的初速度竖直上抛一小球(视为质点),经时间t小球落回抛出点。不计月球的自转,引力常量为G。求:
(1)月球表面的重力加速度大小g;
(2)月球的质量M。
14. 如图所示,质量不计的硬直杆的两端分别固定质量均为m的小球A和B,它们可以绕光滑轴O在竖直面内自由转动。已知OA = 2OB = 2l,将杆从水平位置由静止释放。(重力加速度为g)
(1)在杆转动到竖直位置时,小球A、B的速度大小分别为多少?
(2)在杆转动到竖直位置的过程中,杆对A球做了多少功?
15. 如图所示,同一竖直平面内放置有半径为的四分之一圆弧内轨道AB,其轨道表面粗糙;半径为的四分之一圆弧外轨道CD,其轨道表面光滑;长度为的传送带水平放置,其两端分别与两圆弧轨道的B点和C点平滑连接;D点右侧放置一竖直挡板P,与D点间的水平距离也为。质量为的小滑块(可视为质点)从A点由静止释放,经过B点时对圆弧轨道的压力大小为。已知滑块与传送带表面之间的动摩擦因数为,重力加速度大小。初始时,传送带不转动,求
(1)小滑块在轨道AB上运动的过程中,克服摩擦力做的功;
(2)小滑块到达C点时的速度大小;
(3)若传送带顺时针匀速转动,转动速度大小为,小滑块仍从A点由静止释放,经过一段时间后与竖直挡板P发生碰撞,求小滑块在竖直板上的撞击点与C点的竖直距离。
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3月学情调研物理试卷
一、单选题(4分×7=28分)
1. 下列关于运动物体的合外力做功与动能、速度变化的关系,正确的是( )
A. 物体做变速运动,合外力一定不为零,动能一定变化
B. 若合外力对物体做功为零,则合外力一定为零
C. 物体所受的合外力做功,它的速度大小一定发生变化
D. 物体的动能不变,所受的合外力必定为零
【答案】C
【解析】
【详解】AB.物体做变速运动时(如匀速圆周运动),合外力一定不为零,但合外力不为零时,做功可能为零,动能可能不变,AB错误;
C.物体所受的合外力做功,它的动能一定变化,速度大小也一定变化,C正确;
D.物体的动能不变,所受合外力做功一定为零,但合外力不一定为零,D错误。
故选C。
2. 2022年5月,我国成功完成天舟四号货运飞船与空间站对接,形成的组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动,周期约90分钟。下列说法正确的是( )
A. 组合体的轨道半径一定比地球静止卫星的小
B. 组合体的速度大小略大于第一宇宙速度
C. 组合体的角速度大小比地球静止卫星的小
D. 组合体的加速度大小比地球静止卫星的小
【答案】A
【解析】
【详解】A.地球静止卫星(同步卫星)的周期为,远大于组合体的周期。根据万有引力提供圆周运动向心力,有
可得周期公式
周期越小,轨道半径越小。组合体周期更小,因此轨道半径比地球静止卫星小,故A正确;
B.第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度,是所有绕地球做圆周运动卫星的最大环绕速度。卫星绕地球做圆周运动时万有引力提供向心力,有
可得线速度公式
组合体轨道半径大于地球半径(近地卫星的轨道半径),因此线速度小于第一宇宙速度,故B错误;
C.角速度
组合体周期更小,因此角速度比地球静止卫星更大,故C错误;
D.根据牛顿第二定律,得
向心加速度
组合体轨道半径更小,因此加速度比地球静止卫星更大,故D错误。
故选A。
3. 某工人使用双轮手推车运送短钢管,手推车装入钢管后的侧面示意图如图所示。推车侧面ON与底面OM垂直,当侧面ON与水平方向夹角θ=60°时,6号钢管对侧面ON的压力等于其重力G,忽略一切摩擦,则下列说法正确的是( )
A. 其他钢管对6号钢管的作用力大小等于G
B. 底面OM受到的压力小于侧面ON受到的压力
C. 若减小θ角,钢管仍保持静止,则钢管对推车的压力将增大
D. 若减小θ角,钢管仍保持静止,则钢管对推车的压力将减小
【答案】A
【解析】
【详解】A.对6号钢管进行受力分析,由于钢管静止,即受力平衡,则其他钢管对6号钢管的作用力与6号钢管的重力及ON面给的支持力的合力等大反向,如图甲
重力与支持力的合力大小为G,故其他钢管对6号钢管的作用力大小也为G,A正确;
B.将所有钢管视为一个整体,进行受力分析,如图乙,可得
故由牛顿第三定律知,OM面受到的压力大于ON面受到的压力,B错误;
CD.仍将所有钢管视为整体,由于整体在重力和推车对其作用力的作用下保持平衡,故无论θ如何变化,钢管对推车的压力总是不变,CD错误。
故选A。
4. 在粗糙的水平面上给滑块一定的初速度,使其沿粗糙的水平面滑动,经测量描绘出了滑块的动能与滑块的位移的变化规律图线,如图所示。用μ表示滑块与水平面之间的动摩擦因数,用t表示滑块在该水平面上滑动的时间,已知滑块的质量为m=19kg,g=10m/s2。则μ和t分别等于( )
A. 0.01、10s B. 0.01、5s
C. 0.05、10s D. 0.05、5s
【答案】A
【解析】
【详解】由图像看出:滑块以9.5J的初动能滑行5m后停止。对滑块由动能定理得
-μmgx=0-Ek0
代入数据得
μ=0.01
假设滑块的初速度大小为v,则由
mv2=9.5
解得
v=m/s=1m/s
滑块的加速度大小为
a==μg=0.1m/s2
则滑块运动的时间为
t==10s
故选A。
5. 如图甲所示,一个小铁球在水平纸面上做直线运动,初速度为v0。为了研究小铁球的运动情况,利用一块条形磁铁从不同方向给它施加力的作用。某次操作中小铁球沿图乙中实线所示轨迹运动。关于条形磁铁位置的判断,下列说法正确的是( )
A. 可能放在A位置 B. 可能放在B位置
C. 可能放在C位置 D. 可能放在D位置
【答案】B
【解析】
【详解】小铁球沿图乙中实线所示轨迹运动,因做曲线运动的物体,所受合力方向总指向轨迹的凹侧。则磁铁可能放在B位置。
故选B。
6. 如图所示,将细线的上端固定于天花板的点,并在O点正下方A点钉一个钉子。将小球拉离竖直位置一定的角度后由静止释放,细线与钉子接触的瞬间,下列说法正确的是( )
A. 小球的线速度变小 B. 小球的向心加速度变小
C. 细线的拉力突然变大 D. 钉子的位置越靠上,细线越容易被拉断
【答案】C
【解析】
【详解】AB.当细线与钉子相碰时,线速度不变,运动半径变小,根据,可知小球的向心加速度变大,故AB错误;
CD.根据牛顿第二定律有
由于运动半径变小,可知细线的拉力突然变大,则钉子越靠下方,运动半径越小,拉力越大,细线越容易被拉断,故,C正确,D错误。
故选C。
7. 从地面竖直向上抛出一物体,在运动过程中除受到重力外,还受到一大小恒定、方向始终与运动方向相反的空气阻力F阻的作用。距地面高度h在0至3 m以内时,物体上升、下落过程中动能Ek随h的变化如图所示。重力加速度取10m/s2,该物体运动过程受到的空气阻力F阻为( )
A. 0.5N B. 1 N C. 1.5 N D. 2 N
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】由动能定理可得上升过程满足
下降过程满足
可知,图线的斜率表示物体受到的合外力,由图线分别可得
联立解得,D正确。
故选D。
二、多选题(4分×3=12分)
8. 简易儿童蹦极装置如图所示。活动开始前,先给小朋友绑上安全带,然后将弹性绳拉长后固定在小朋友身上,并通过其它力作用使小朋友停留在蹦床上。当撤去其它力后,小朋友被“发射”出去冲向高空,小朋友到达最高点,然后下落到B点时,弹性绳恰好为原长,然后继续下落至最低点A。若小朋友可视为质点,并始终沿竖直方向运动,忽略弹性绳质量与空气阻力,则小朋友( )
A. 在C点时的加速度大小不为0 B. B到A过程加速度先减小后增大
C. 在B点时速度最大 D. 在下落过程中机械能不断增大
【答案】AB
【解析】
【详解】A.在C点时弹性绳弹力为零,竖直方向受到重力,加速度大小为g,故A正确;
B.B到A过程受到重力和弹性绳的弹力,弹力逐渐增大,合力先减小后增大,根据牛顿第二定律,可知加速度先减小后增大,故B正确;
C.速度最大的位置是加速度为0(弹力等于重力)的位置,该位置在B和A之间;B点弹力为0,加速度向下,小朋友仍在加速,速度不是最大,故C错误;
D.在C到B过程中,弹力为零,只有重力做功,机械能不变,B到A过程弹力逐渐增大,做负功,机械能不断减小,故D错误。
故选AB。
9. 轻质动滑轮下方悬挂重物A,轻线跨过轻质定滑轮下方悬挂重物B,悬挂滑轮的轻质细线竖直。开始时,重物A、B处于静止状态,释放后A、B开始运动。已知A、B的质量相等,假设摩擦阻力和空气阻力均忽略不计,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. A向下运动,B向上运动
B. B物体速度大小是A物体速度大小的两倍
C. 悬挂A的细线与悬挂定滑轮的细线拉力大小均为
D. A物体位移大小为h时,B物体的速度大小为
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.A连接动滑轮,释放前瞬间两侧绳子总拉力为B重力的两倍,速度为B的一半,A向上运动,故A错误,B正确;
C.由
解得悬挂B细线拉力为
悬挂A和定滑轮的细线拉力为
故C正确;
D.A上升h高度时,B重物下落2h高度时,由机械能守恒定律得
解得
故D错误。
故选BC。
10. 我国正在攻关的超高速风洞,是研制新一代飞行器的摇篮,它可以复现40到100公里高空、时速最高达10公里/秒,相当于约30倍声速的飞行条件。现有一小球从风洞中的点竖直向上抛出,小球受到大小恒定的水平风力,其运动轨迹大致如图所示,其中、两点在同一水平线上,点为轨迹的最高点,小球在点动能为,在点动能为,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 小球所受重力和风力大小之比为3:4
B. 小球在上升和下降过程中机械能变化量之比为1:3
C. 小球落到点时的动能为
D. 小球从点运动到点过程中的最小动能为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.设风力大小为F,小球重力大小为mg,O、M两点间的水平距离为,竖直距离为h,根据竖直上抛运动规律有
对小球从M运动到O的过程,根据动能定理有
由题意可知
根据牛顿第二定律可得小球在水平方向的加速度大小为
小球从M运动到O所用时间为
根据运动学公式有
联立解得
故A错误;
B.小球上升和下降的时间相等,设O、N两点间的水平距离为,根据匀变速直线运动规律的推论可知
根据功能关系可知,小球运动过程中,风力对小球做的功等于其机械能的变化量,则小球在上升和下降过程中机械能变化量之比为
故B正确;
C. M、N两点间的水平距离为
设小球落到N点时的动能为,根据动能定理有
联立解得
故C正确;
D.小球在重力和风力的合力场中做类斜抛运动,当小球速度方向与合力方向垂直时动能最小,根据前面分析可知合力与竖直方向的夹角θ的正切值为
根据速度的合成与分解可得小球从M点运动到N点过程中的最小速度为
解得最小动能为
故D正确。
故选BCD。
三、实验题(2分×8=16分)
11. 在探究“质量一定时,物体的加速度a与所受合力F的关系”的实验时,所需实验器材及安装示意图如图所示:
(1)为了近似地认为,砂和砂桶的重力等于小车受到的合外力F,首先要用木块将长木板的右侧垫高来平衡摩擦力。在左侧_________(选填“悬挂”或“不悬挂”)砂桶的情况下,给小车一初速度,通过观察小车经过两个光电门的时间来判断是否正确完成了该操作。若发现小车通过光电门1的遮光时间小于通过光电门2的时间,此时应进行的操作是_________;
A.将垫块向右移动 B.将垫块向左移动
C.将遮光片宽度减小 D.适当增大两光电门间的距离
(2)在改变砂子质量时,需确保小车(含遮光片)的质量_________砂和砂桶的质量。
A.略小于 B.远大于 C.略大于 D.远小于
(3)该同学在砂和砂桶的质量不变的情况下,多次改变小车静止释放点到光电门2的距离x,记录小车通过光电门2的时间t,利用所测数据作出图像,求得其斜率为k,已知遮光片宽度为d,则小车的加速度为_________
A.2kd B. C. D.
【答案】 ①. 不悬挂 ②. B ③. B ④. D
【解析】
【详解】(1)[1]平衡摩擦力时,应不悬挂砂桶,用木块将长木板的右侧垫高来平衡摩擦力,使小车受到的摩擦力与重力的下滑分力平衡;
[2]给小车一初速度,若发现小车通过光电门1的遮光时间小于通过光电门2的时间,说明小车做减速运动,平衡摩擦力不足,需将木板的倾角调大些,即应将垫块向左移动。
故选B。
(2)[3]本实验认为小车受到的合外力等于砂和砂桶的重力,设小车质量为M,砂和砂桶的质量为m,根据牛顿第二定律
对小车
整理得
当小车的质量远大于砂和桶总质量时,可认为细绳对小车的作用力等于砂和桶的总重力。
故选B。
(3)[4]由于遮光片宽度较小,用通过光电门的平均速度代替瞬时速度,即为
则根据速度与位移关系可知
则
则图像斜率
即
故选D。
12. 小明用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。将直径为,质量为的小球从点由静止下落,小球球心正下方()处固定一个光电门,小球经过光电门的挡光时间可由计时器测出,重力加速度为
(1)小球经过光电门时的速度________;(用题中字母表示)
(2)小球从下落到的过程中,重力势能减少量为________;(用题中字母表示)
(3)改变,重复实验得到多组数据,以为纵轴,以为横轴作图像,得到了一条过原点直线。若小球下落过程中机械能守恒,则该直线其斜率为________;(用题中字母表示)
(4)若小球下落时,由于操作失误,使球心偏向光电门激光束的左侧,俯视图如图乙所示。则测量所得小球经过光电门时的动能与原操作相比________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)大
【解析】
【小问1详解】
小球经过光电门时的速度
【小问2详解】
小球从A下落到B的过程中,重力势能减少量
【小问3详解】
本实验验证机械能守恒则有
即
则该直线其斜率为
【小问4详解】
小球下落时由于球心偏向光电门激光束的左侧,可知用小球的直径表示挡光的位移,计算时位移不变,挡光时间变短,根据知,速度测量值偏大,则测量小球经过光电门B时的动能比真实值大。
四、解答题(12分+14分+18分=44分)
13. 中国神话故事“嫦娥奔月”源自古人对星辰的崇拜。假设你经过刻苦学习与训练,作为航天员登陆月球后,在半径为R的月球表面上以大小为v0的初速度竖直上抛一小球(视为质点),经时间t小球落回抛出点。不计月球的自转,引力常量为G。求:
(1)月球表面的重力加速度大小g;
(2)月球的质量M。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
小球做竖直上抛运动,落回抛出点时总位移为,由匀变速直线运动位移与时间的关系,得
整理得月球表面重力加速度
【小问2详解】
不计月球自转,月球表面的物体所受万有引力等于重力。设月球表面有一质量为的物体,由万有引力定律得
约去,整理得
代入,解得
14. 如图所示,质量不计的硬直杆的两端分别固定质量均为m的小球A和B,它们可以绕光滑轴O在竖直面内自由转动。已知OA = 2OB = 2l,将杆从水平位置由静止释放。(重力加速度为g)
(1)在杆转动到竖直位置时,小球A、B的速度大小分别为多少?
(2)在杆转动到竖直位置的过程中,杆对A球做了多少功?
【答案】(1);;(2) - mgl
【解析】
【分析】
【详解】(1)小球A和B及杆组成的系统机械能守恒。设转到竖直位置的瞬间A、B的速率分别为vA、vB,杆旋转的角速度为ω,有
mg·2l - mgl = mvA2 + mvB2,vA = 2lω,vB = lω
联立解得
vB = ,vA =
(2)对A球,由动能定理得
mg·2l + W = mvA2
联立解得
W = - mgl
15. 如图所示,同一竖直平面内放置有半径为的四分之一圆弧内轨道AB,其轨道表面粗糙;半径为的四分之一圆弧外轨道CD,其轨道表面光滑;长度为的传送带水平放置,其两端分别与两圆弧轨道的B点和C点平滑连接;D点右侧放置一竖直挡板P,与D点间的水平距离也为。质量为的小滑块(可视为质点)从A点由静止释放,经过B点时对圆弧轨道的压力大小为。已知滑块与传送带表面之间的动摩擦因数为,重力加速度大小。初始时,传送带不转动,求
(1)小滑块在轨道AB上运动的过程中,克服摩擦力做的功;
(2)小滑块到达C点时的速度大小;
(3)若传送带顺时针匀速转动,转动速度大小为,小滑块仍从A点由静止释放,经过一段时间后与竖直挡板P发生碰撞,求小滑块在竖直板上的撞击点与C点的竖直距离。
【答案】(1)
(2)1m/s (3)
【解析】
【小问1详解】
在点,由牛顿第三定律可知轨道对滑块的支持力
根据牛顿第二定律,有
代入数据解得
滑块从到,由动能定理,得
代入数据解得
【小问2详解】
滑块从到,传送带不转动,受滑动摩擦力为
由牛顿第二定律得,加速度
由运动学公式有
代入数据解得
【小问3详解】
当传送带顺时针匀速转动速度时,小滑块滑上传送带做匀减速直线运动,由(2)可知,若滑块一直做匀减速直线运动到,末速度为,但是传送带匀速转动速度最小速度为,所以小滑块在传送带上先做匀减速直线运动,再做匀速直线运动,到点的速度为传送带的转动速度,若小滑块做平抛运动速度,故此时小滑块先沿圆弧下滑,然后斜抛。设抛出点速度与水平方向的夹角为,抛出时的速度为,运动过程中的机械能守恒,则有,
联立解得小滑块抛出时的速度为,
小滑块在竖直方向下滑的距离
水平位移为
此时小滑块抛出,则有,
又有
小滑块与竖直挡板P之间撞击点到点的竖直距离
联立代入数据解得
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