内容正文:
泊头一中2025级高一下学期调研考试二
物理试题
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28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. 人类对天体运动的认识,经历了一个漫长的发展过程,以下说法正确的是( )
A. 亚里士多德提出了日心说,迈出了人类认识宇宙历程中最艰难而重要的一步
B. 经典力学不适用于分析高铁的运动
C. 牛顿在前人研究的基础上发现和总结出万有引力定律,并测出了万有引力常量
D. 海王星的发现验证了万有引力定律的正确性;显示了理论对实践的巨大指导作用
【答案】D
【解析】
【详解】A.哥白尼提出了日心说,迈出了人类认识宇宙历程中最艰难而重要的一步,亚里士多德是地心说的代表人物,故A错误;
B.经典力学适用于宏观、低速(远小于光速)的运动场景,高铁的运动属于宏观低速范畴,经典力学完全适用,故B错误;
C.牛顿在前人研究的基础上总结提出万有引力定律,但万有引力常量是卡文迪什通过扭秤实验测得的,并非牛顿测出,故C错误;
D.海王星是科学家先通过万有引力定律计算出其运行轨道,再通过观测发现的,该发现验证了万有引力定律的正确性,体现了理论对实践的指导作用,故D正确。
故选D。
2. 下列说法正确的是( )
A. 图甲中汽车通过拱桥最高点时处于平衡状态
B. 图乙中自行车骑行时车轮上A、B两点线速度大小相等
C. 图丙中游客随旋转飞椅做匀速圆周运动时所受合力为零
D. 图丁中火车转弯时外轨高于内轨能减轻轮缘与外轨间的挤压
【答案】D
【解析】
【详解】A.图甲中汽车通过拱桥最高点时具有向下的加速度,不是处于平衡状态,选项A错误;
B.图乙中自行车骑行时车轮上A、B两点的角速度相同,根据v=ωr可知线速度大小不相等,选项B错误;
C.图丙中游客随旋转飞椅做匀速圆周运动时所受合力提供向心力,则合外力不为零,选项C错误;
D.图丁中火车转弯时外轨高于内轨能减轻轮缘与外轨间的挤压,选项D正确。
故选D。
3. 河水的流速随离某一侧河岸距离的变化关系如图1所示,船在静水中的位移与时间的关系如图2所示,若船头始终垂直河岸渡河,则( )
A. 船渡河的时间是
B. 船在河水中间位置的速度是
C. 船在河水中航行的轨迹是一条折线
D. 到对岸时小船沿河岸方向移动距离为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由题图甲可知河宽150m,船的静水速度为
船头始终与河岸垂直时,船渡河的时间最短,则
故A错误;
B.船在河水中间位置河水的速度为4m/s,所以船在河水中间位置的速度
选项B错误;
C.船在前一半河水中沿水的方向做加速运动,沿垂直河岸方向做匀速运动,可知轨迹向水流方向弯曲;在后一半河水中沿水的方向做减速运动,沿河岸方向做匀速运动,可知轨迹向水流的反方向弯曲,轨迹为曲线,不是折线,选项C错误;
D.船在沿河岸方向上做变速运动,在垂直于河岸方向上做匀速直线运动,由图可知,当发生75米的位移时,所用时间t=25s,而水流速度变化为4m/s,可得加速度大小为
沿水流方向先做匀加速直线运动,后做匀减速直线运动,两运动具有对称性,则沿水流方向的位移为
故D正确。
故选D。
4. 在如图所示的齿轮传动中,三个齿轮的半径之比为2∶3∶6,当齿轮转动的时候,小齿轮边缘的A点和大齿轮边缘的B点( )
A. 线速度大小之比为1∶1 B. 线速度大小之比为3∶1
C. 角速度之比为1∶1 D. 角速度之比为3∶1
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.由题意可知,当齿轮转动的时候,三个齿轮边缘在相同时间内转的齿数相等,即线速度大小相等,因此则有
A正确,B错误;
CD.由线速度与角速度关系公式,可知小齿轮边缘的A点和大齿轮边缘的B点的角速度则有
C错误,D正确。
故选AD。
5. 如图所示,质量为、的两个小球A、B套在光滑圆环上,圆环绕竖直方向的直径匀速旋转,已知,不计空气阻力。小球相对圆环静止时,两小球在圆环上相对位置可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】光滑圆环绕竖直方向的直径匀速旋转,稳定后,两小球在圆环上在水平面内做匀速圆周运动,小球所受重力与圆环的支持力提供向心力,则小球一定在О点所在水平面的下面,如图所示
根据牛顿第二定律可得
解得
两小球转动的角速度相等,所以θ相同,两小球在同一水平面上。
故选C。
6. 2018年2月6日,马斯克的SpaceX“猎鹰”重型火箭将一辆跑车发射到太空,其轨道示意图如图中椭圆Ⅱ所示,其中A、C分别是近日点和远日点,图中Ⅰ、Ⅲ轨道分别为地球和火星绕太阳运动的圆轨道,B点为轨道Ⅱ、Ⅲ的交点,若运动中只考虑太阳的万有引力,则下列说法不正确的是( )
A. 跑车经过A点时的速率大于火星绕日的速率
B. 跑车经过B点时的加速度等于火星经过B点时的加速度
C. 跑车在C点的速率一定大于火星绕日的速率
D. 跑车在C点的速率一定小于火星绕日的速率
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据万有引力提供圆周运动向心力,圆轨道速率
轨道半径越小速率越大。地球轨道半径小于火星轨道半径,因此地球速率
跑车在A点(椭圆近日点)做离心运动,速率大于同半径圆轨道的速率,即,A正确;
B.加速度由万有引力提供,,B点到太阳的距离r相同,因此跑车和火星在B点的加速度相等,B正确;
CD.C是椭圆远日点,C到太阳的距离大于火星的轨道半径。
火星在圆轨道的速率
跑车在C点做近心运动(万有引力大于所需向心力),可得:
即;又因为
所以,即,C错误,D正确。
题目要求选择不正确的,故选C。
7. 如图所示为一位同学在玩飞镖游戏,已知圆盘的直径为d,飞镖与圆盘距离为L,且对准圆盘上边缘的A点水平抛出(不计空气阻力,重力加速度为g),初速度为,飞镖抛出的同时,圆盘绕垂直圆盘过盘心O的水平轴匀速转动,角速度为,若飞镖恰好击中A点,则下列关系正确的是( )
A. B. ()
C. D. ()
【答案】B
【解析】
【详解】飞镖做平抛运动,水平方向匀速
得运动时间 。
竖直方向自由下落,下落总位移为圆盘直径,由自由落体公式
得
故A错误;
BC.飞镖恰好击中A点,说明飞镖到达圆盘时,A点从初始的上边缘刚好转到下边缘,即圆盘转过的角度为奇数个半圈
代入整理得
由圆盘线速度
得圆盘线速度
故B正确,C错误;
D.将
代入
整理得,
故D错误;
故选B。
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有错选或不选的得0分)
8. 如图甲所示,在水平地面上放置一木块,其质量,木块在水平推力F作用下运动,推力F的大小随位移x变化的图像如图乙所示。已知木块与地面间的动摩擦因数,重力加速度g取,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法正确的是( )
A. 木块先做匀变速直线运动,后做匀速直线运动
B. 木块运动的过程中,其克服摩擦力所做的功
C. 木块运动的过程中,合力做的功为
D. 木块在运动过程中的加速度一直变大
【答案】BC
【解析】
【详解】AD.由题意可得木块受到的滑动摩擦力大小
对木块,由牛顿第二定律可得
可得
所以a随F的变化先增大后不变,木块先做非匀变速运动,后做匀变速运动,故AD错误;
B.木块运动的过程中,滑动摩擦力对木块做负功,则木块克服摩擦力所做的功
故B正确;
C.图线与横轴围成的面积表示F所做的功,木块运动的过程中F对木块做正功,则有
则
故C正确。
故选BC。
9. 由三颗星体构成的系统,忽略其他星体对它们的作用,存在着一种运动形式:三颗星体在相互之间的万有引力作用下,分别位于等边三角形的三个顶点上,绕某一共同的圆心O在三角形所在平面内以相同角速度做匀速圆周运动。如图所示,三颗星体的质量均为m,三角形的边长为a,引力常量为G,下列说法正确的是( )
A. 每个星体受到引力大小均为3
B. 每个星体的角速度均为
C. 若a不变,m是原来的2倍,则周期是原来的
D. 若m不变,a是原来的4倍,则线速度是原来的
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】
A.对其中一个星体,受力分析如上图所示,有
F1 = G,F2= G
每个星体受到的引力为
F = 2F1cos30° = G
A错误;
B.由几何关系可知,每个星体绕O点做匀速圆周运动的半径
r =
根据万有引力提供向心力,有
G = mω2
解得
ω =
B正确;
C.对每个星体,根据合力提供向心力,有
G = m
解得
T = 2π
若a不变,m是原来的2倍,则周期是原来的,C错误;
D.对每个星体,根据万有引力提供向心力,有
解得
v =
若m不变,a是原来的4倍,则线速度是原来的,D正确。
故选BD。
10. 如图所示,在匀速转动的水平圆盘上,沿直径方向放着用轻绳相连的物体A和B,A和B质量都为m。它们分居圆心两侧,与圆心距离分别为,, A、B与圆盘间的动摩擦因数相同且均为μ。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当圆盘转速从零开始逐渐加快到两物体刚好要发生但还未发生滑动时,下列说法正确的是( )
A. 绳子的最大张力为2μmg
B. 当轻绳恰好出现拉力时,A所受的摩擦力大小为
C. 当A所受的摩擦力为零时,圆盘的角速度为
D. 随着转速的增大,A所受的摩擦力一直减小,而B所受的摩擦力一直增大
【答案】BC
【解析】
【详解】A.当A刚要向内滑动时,绳子的张力最大,对A、B分别根据牛顿第二定律得
解得
故A错误;
B.当轻绳恰好出现拉力时,B恰好摩擦力最大,对B根据牛顿第二定律得
对A根据牛顿第二定律得
解得
故B正确;
C.当A所受的摩擦力为零时,对B根据牛顿第二定律得
对A根据牛顿第二定律得
解得
故C正确;
D.当时,随着转速的增大,A所受的摩擦力增大,直到A开始滑动;当绳子无拉力时,随着转速的增大,B所受的摩擦力增大,当绳子有拉力时,随着转速的增大,B所受的摩擦力不变,直到B开始滑动,故D错误。
故选BC。
三、实验题(本题共2小题,共14分)
11. 向心力演示器可用来验证向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系。两个变速塔轮通过皮带连接,匀速转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮1和变速塔轮2匀速转动,槽内的钢球做匀速圆周运动,钢球对挡板的作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降,露出标尺,根据标尺上露出的红白相间等分格可以粗略计算出两个钢球所受向心力的比值。图示是验证过程中某次实验时装置的状态。
(1)在验证向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时主要用到了物理学中的______。
A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 演绎法
(2)在小球质量和转动半径相同,皮带套在左、右两个塔轮的半径之比为的情况下,某同学逐渐加速转动手柄到一定速度后保持匀速转动。此时左、右两侧露出的标尺格数之比应为______;其他条件不变,若增大手柄转动的速度,则左、右两标尺露出格数______(选填“变多”“变少”或“不变”),两标尺露出格数的比值______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)C (2) ①. ②. 变多 ③. 不变
【解析】
【小问1详解】
该实验主要用到了控制变量法[提示:探究或验证一个量与多个量的关系时,多使用控制变量法逐一判断因变量和自变量之间的关系]。
故选C。
【小问2详解】
[1]左、右塔轮线速度相等,根据可知,左、右两塔轮的角速度之比为,根据可知左、右两侧露出的标尺格数之比为向心力大小之比为。
[2][3]如果增大手柄的转动速度,角速度增大,左、右塔轮的半径之比不变,故两标尺露出格数变多,且比值不变。
12. 图甲是“研究平抛物体运动”的实验装置图。实验通过描点画出平抛小球的运动轨迹。已知当地的重力加速度g为9.8m/s2。
(1)为了能较准确的描绘出小球的运动轨迹,下列实验要求中,你认为正确的是__________;
A. 通过调节使斜槽的末端保持水平
B. 每次必须由静止释放小球
C. 斜槽轨道必须是光滑的
D. 记录小球经过不同高度的位置时,每次必须严格地等距离下降
(2)本实验需要选择合适的点作为坐标原点O建立直角坐标系,图中,原点选择正确的是__________;
A. B.
C. D.
(3)丙图是实验中描绘的一条轨迹,其中O点为平抛运动的起点,根据图中给出的数据可计算出钢球做平抛运动的初速度v0=__________m/s。(结果保留三位有效数字)
【答案】(1)AB (2)D
(3)1.60
【解析】
【小问1详解】
AC.为使小球做平抛运动的初速度大小相等,方向水平,每次钢球需从斜槽同一位置由静止释放,斜槽轨道不必须光滑,轨道末端需保持水平,故A正确,C错误;
B.每次必须由静止从同一高度下落,使得小球离开时具有相同的速度,故B正确。
D.记录小球经过不同高度的位置时,不需等距离下降,故D错误。
故选AB;
【小问2详解】
小球从斜槽末端位置开始做平抛运动,所以平抛运动的初位置为小球在斜槽末端球心的投影点。
故选D。
【小问3详解】
根据
得小球平抛运动的时间为
则小球平抛运动的初速度为
四、计算题
13. 为了温暖度过冬天,许多建筑都会在外墙做保温层.但恰恰是这层保温层,容易引起火灾……某次消防救援中,质量为、额定功率为的消防车在水平的道路上由静止开始以恒定的加速度启动。加速度大小为,最终末速度达到最大值,且以这一最大速度做匀速直线运动。已知在整个运动过程中消防车所受到的阻力大小恒定。。求:
(1)消防车所受到的阻力大小f;
(2)当消防车速度为时,消防车的功率P;
(3)当消防车速度为时,求消防车的加速度a的大小。
【答案】(1)2000N(2)50kW(3)1m/s2
【解析】
【分析】
【详解】(1)当消防车的速度达到最大值时,加速度为0,此时F=f
(2)匀加速结束时消防车的速度为
匀加速过程中外力为
速度为5m/s时的瞬时功率为
(3)当消防车速度为 时,牵引力为
此时加速度为
14. 宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点,沿水平方向以初速度v0抛出一个小球,测得小球经时间t落到斜坡另一点Q上,斜坡的倾角为α,已知该星球的半径为R,引力常量为G,球的体积公式是。求:
(1)该星球表面的重力加速度g;
(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】
小球在空中做平抛运动,则有
解得该星球表面的重力加速度为
【小问2详解】
在星球表面有
又
联立解得该星球的密度为
【小问3详解】
该星球的第一宇宙速度等于卫星在星球表面绕该星球做匀速圆周运动的线速度,则有
联立解得该星球的第一宇宙速度为
15. 如图所示,半径的竖直半圆固定轨道BCD与光滑水平轨道AB平滑连接于点,水平面上固定一轻质弹簧,压缩弹簧储存的弹性势能(大小可调节)可以发射质量的小滑块(可视为质点),已知重力加速度大小,不计空气阻力,小滑块经过连接处没有能量损失,求∶
(1)若半圆轨道是光滑的,小滑块刚好能到达点,弹簧的弹性势能和小滑块在点对轨道的压力大小;
(2)若半圆轨道是光滑的,弹簧弹性势能为,小滑块运动过程中距点最大竖直高度;
(3)若半圆轨道是粗糙的,弹簧弹性势能为,小滑块到达点时对轨道压力为,则小滑块在半圆轨道上克服摩擦力做的功。
【答案】(1),
(2)
(3)108J
【解析】
【小问1详解】
小滑块刚好能到达D点,则有
解得
根据机械能守恒定律有
解得
根据机械能守恒定律有
解得
根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律,可知对轨道的压力大小为60N。
【小问2详解】
根据题意有
可知小滑块可以冲过C点不能到达D点就离开圆弧轨道,设小滑块离开轨道的位置E与圆心的连线与水平方向夹角为,E距B点的竖直高度为h,根据机械能守恒有
根据牛顿第二定律有
根据几何关系有
解得
滑块从E点离开轨道后还能上升的最大高度为
小滑块运动过程中距B点最大竖直高度为
【小问3详解】
小滑块到达D点时对轨道压力为
则有
解得
根据能量守恒定律有
可得小滑块在半圆轨道上克服摩擦力做的功为
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泊头一中2025级高一下学期调研考试二
物理试题
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28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. 人类对天体运动的认识,经历了一个漫长的发展过程,以下说法正确的是( )
A. 亚里士多德提出了日心说,迈出了人类认识宇宙历程中最艰难而重要的一步
B. 经典力学不适用于分析高铁的运动
C. 牛顿在前人研究的基础上发现和总结出万有引力定律,并测出了万有引力常量
D. 海王星的发现验证了万有引力定律的正确性;显示了理论对实践的巨大指导作用
2. 下列说法正确的是( )
A. 图甲中汽车通过拱桥最高点时处于平衡状态
B. 图乙中自行车骑行时车轮上A、B两点线速度大小相等
C. 图丙中游客随旋转飞椅做匀速圆周运动时所受合力为零
D. 图丁中火车转弯时外轨高于内轨能减轻轮缘与外轨间的挤压
3. 河水的流速随离某一侧河岸距离的变化关系如图1所示,船在静水中的位移与时间的关系如图2所示,若船头始终垂直河岸渡河,则( )
A. 船渡河的时间是
B. 船在河水中间位置的速度是
C. 船在河水中航行的轨迹是一条折线
D. 到对岸时小船沿河岸方向移动距离为
4. 在如图所示的齿轮传动中,三个齿轮的半径之比为2∶3∶6,当齿轮转动的时候,小齿轮边缘的A点和大齿轮边缘的B点( )
A. 线速度大小之比为1∶1 B. 线速度大小之比为3∶1
C. 角速度之比为1∶1 D. 角速度之比为3∶1
5. 如图所示,质量为、的两个小球A、B套在光滑圆环上,圆环绕竖直方向的直径匀速旋转,已知,不计空气阻力。小球相对圆环静止时,两小球在圆环上相对位置可能正确的是( )
A. B.
C. D.
6. 2018年2月6日,马斯克的SpaceX“猎鹰”重型火箭将一辆跑车发射到太空,其轨道示意图如图中椭圆Ⅱ所示,其中A、C分别是近日点和远日点,图中Ⅰ、Ⅲ轨道分别为地球和火星绕太阳运动的圆轨道,B点为轨道Ⅱ、Ⅲ的交点,若运动中只考虑太阳的万有引力,则下列说法不正确的是( )
A. 跑车经过A点时的速率大于火星绕日的速率
B. 跑车经过B点时的加速度等于火星经过B点时的加速度
C. 跑车在C点的速率一定大于火星绕日的速率
D. 跑车在C点的速率一定小于火星绕日的速率
7. 如图所示为一位同学在玩飞镖游戏,已知圆盘的直径为d,飞镖与圆盘距离为L,且对准圆盘上边缘的A点水平抛出(不计空气阻力,重力加速度为g),初速度为,飞镖抛出的同时,圆盘绕垂直圆盘过盘心O的水平轴匀速转动,角速度为,若飞镖恰好击中A点,则下列关系正确的是( )
A. B. ()
C. D. ()
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有错选或不选的得0分)
8. 如图甲所示,在水平地面上放置一木块,其质量,木块在水平推力F作用下运动,推力F的大小随位移x变化的图像如图乙所示。已知木块与地面间的动摩擦因数,重力加速度g取,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法正确的是( )
A. 木块先做匀变速直线运动,后做匀速直线运动
B. 木块运动的过程中,其克服摩擦力所做的功
C. 木块运动的过程中,合力做的功为
D. 木块在运动过程中的加速度一直变大
9. 由三颗星体构成的系统,忽略其他星体对它们的作用,存在着一种运动形式:三颗星体在相互之间的万有引力作用下,分别位于等边三角形的三个顶点上,绕某一共同的圆心O在三角形所在平面内以相同角速度做匀速圆周运动。如图所示,三颗星体的质量均为m,三角形的边长为a,引力常量为G,下列说法正确的是( )
A. 每个星体受到引力大小均为3
B. 每个星体的角速度均为
C. 若a不变,m是原来的2倍,则周期是原来的
D. 若m不变,a是原来的4倍,则线速度是原来的
10. 如图所示,在匀速转动的水平圆盘上,沿直径方向放着用轻绳相连的物体A和B,A和B质量都为m。它们分居圆心两侧,与圆心距离分别为,, A、B与圆盘间的动摩擦因数相同且均为μ。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当圆盘转速从零开始逐渐加快到两物体刚好要发生但还未发生滑动时,下列说法正确的是( )
A. 绳子的最大张力为2μmg
B. 当轻绳恰好出现拉力时,A所受的摩擦力大小为
C. 当A所受的摩擦力为零时,圆盘的角速度为
D. 随着转速的增大,A所受的摩擦力一直减小,而B所受的摩擦力一直增大
三、实验题(本题共2小题,共14分)
11. 向心力演示器可用来验证向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系。两个变速塔轮通过皮带连接,匀速转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮1和变速塔轮2匀速转动,槽内的钢球做匀速圆周运动,钢球对挡板的作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降,露出标尺,根据标尺上露出的红白相间等分格可以粗略计算出两个钢球所受向心力的比值。图示是验证过程中某次实验时装置的状态。
(1)在验证向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时主要用到了物理学中的______。
A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 演绎法
(2)在小球质量和转动半径相同,皮带套在左、右两个塔轮的半径之比为的情况下,某同学逐渐加速转动手柄到一定速度后保持匀速转动。此时左、右两侧露出的标尺格数之比应为______;其他条件不变,若增大手柄转动的速度,则左、右两标尺露出格数______(选填“变多”“变少”或“不变”),两标尺露出格数的比值______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
12. 图甲是“研究平抛物体运动”的实验装置图。实验通过描点画出平抛小球的运动轨迹。已知当地的重力加速度g为9.8m/s2。
(1)为了能较准确的描绘出小球的运动轨迹,下列实验要求中,你认为正确的是__________;
A. 通过调节使斜槽的末端保持水平
B. 每次必须由静止释放小球
C. 斜槽轨道必须是光滑的
D. 记录小球经过不同高度的位置时,每次必须严格地等距离下降
(2)本实验需要选择合适的点作为坐标原点O建立直角坐标系,图中,原点选择正确的是__________;
A. B.
C. D.
(3)丙图是实验中描绘的一条轨迹,其中O点为平抛运动的起点,根据图中给出的数据可计算出钢球做平抛运动的初速度v0=__________m/s。(结果保留三位有效数字)
四、计算题
13. 为了温暖度过冬天,许多建筑都会在外墙做保温层.但恰恰是这层保温层,容易引起火灾……某次消防救援中,质量为、额定功率为的消防车在水平的道路上由静止开始以恒定的加速度启动。加速度大小为,最终末速度达到最大值,且以这一最大速度做匀速直线运动。已知在整个运动过程中消防车所受到的阻力大小恒定。。求:
(1)消防车所受到的阻力大小f;
(2)当消防车速度为时,消防车的功率P;
(3)当消防车速度为时,求消防车的加速度a的大小。
14. 宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点,沿水平方向以初速度v0抛出一个小球,测得小球经时间t落到斜坡另一点Q上,斜坡的倾角为α,已知该星球的半径为R,引力常量为G,球的体积公式是。求:
(1)该星球表面的重力加速度g;
(2)该星球的密度;
(3)该星球的第一宇宙速度。
15. 如图所示,半径的竖直半圆固定轨道BCD与光滑水平轨道AB平滑连接于点,水平面上固定一轻质弹簧,压缩弹簧储存的弹性势能(大小可调节)可以发射质量的小滑块(可视为质点),已知重力加速度大小,不计空气阻力,小滑块经过连接处没有能量损失,求∶
(1)若半圆轨道是光滑的,小滑块刚好能到达点,弹簧的弹性势能和小滑块在点对轨道的压力大小;
(2)若半圆轨道是光滑的,弹簧弹性势能为,小滑块运动过程中距点最大竖直高度;
(3)若半圆轨道是粗糙的,弹簧弹性势能为,小滑块到达点时对轨道压力为,则小滑块在半圆轨道上克服摩擦力做的功。
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