精品解析:天津市第五十四中学2025-2026学年高一下学期期中物理试卷
2026-05-17
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 天津市 |
| 地区(市) | 天津市 |
| 地区(区县) | 河东区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 10.67 MB |
| 发布时间 | 2026-05-17 |
| 更新时间 | 2026-05-17 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-17 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57902269.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2025-2026学年天津市第五十四中学高一(下)期中物理试卷
一、单选题:本大题共10小题,共40分。
1. 如图所示,在光滑水平桌面上,小物体在拉力作用下做匀速圆周运动。物体运动到点时撤去拉力,之后物体的运动轨迹可能是( )
A. 曲线
B. 曲线
C. 直线
D. 曲线
2. 在2025年都灵大冬会短道速滑男子5000米接力A组决赛中,中国队夺得冠军。运动员过弯时的运动可视为匀速圆周运动。下列关于匀速圆周运动的说法正确的是( )
A. 匀速圆周运动是匀变速曲线运动
B. 物体做匀速圆周运动时,其线速度是不变的
C. 物体做匀速圆周运动时,其加速度是变化的
D. 物体做匀速圆周运动时,其合外力为零
3. 神舟十七号载人飞船在我国酒泉卫星发射中心点火发射成功。若“神舟十七号”在地面时受地球的万有引力为F,则当其上升到离地距离等于两倍地球半径时所受地球的万有引力为( )
A. B. C. D.
4. 如图是场地自行车比赛的某段圆弧形赛道,赛道平面与水平面的夹角为。某运动员骑自行车在该赛道上做匀速圆周运动,其圆周运动的半径为R,不计空气阻力,重力加速度为g。要使自行车不受侧向摩擦力作用,则其速度大小为( )
A. B. C. D.
5. 如图所示,圆心为O、半径r=2m的粗糙圆盘平行水平地面放置,到地面的高度为h=1.25m,在圆盘边缘放置一可看成质点的物块a。物块与圆盘间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度取g=10m/s²。圆盘的角速度ω从零开始缓慢增大,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则a落地点到转轴的水平距离为( )
A. 2m B. C. 2.5m D.
6. 如图所示,漏斗竖直放置且内壁光滑,两个小球A、B(视为质点)沿漏斗内壁在各自的水平面内做匀速圆周运动。下列说法正确的是( )
A. A球的角速度比B球小 B. A球的线速度比B球大
C. A球与B球向心加速度大小相等 D. A球受到的向心力比B球小
7. 如图所示,一辆汽车驶上一圆弧形的拱桥,当汽车以20m/s的速度经过桥顶时,恰好对桥顶没有压力。若汽车以10m/s的速度经过桥顶,则汽车自身重力与汽车对桥顶的压力之比为( )
A. B. C. D.
8. 如图所示,下列有关生活中圆周运动实例分析,说法正确的是( )
A. 图甲中秋千摆至最低点时,图中女孩处于失重状态
B. 图乙中杂技演员表演“水流星”,当水桶通过最高点时水对桶底的压力可能为零
C. 火车转弯超过规定速度行驶时,火车轮缘对内轨有侧向挤压
D. 图丁为滚筒洗衣机转速越快脱水效果越好,是受到离心力的原因
9. 如图,一个内壁光滑的弯管处于竖直平面内,其中管道半径为R。现有一个半径略小于弯管横截面半径的光滑小球在弯管内运动,当小球通过最高点时速率为v0,则下列说法正确的是( )
A. 若v0=0,则小球对管内壁无压力
B. 若,则小球对管内下壁有压力
C. 若,则小球对管内上壁没有压力
D. 不论v0多大,小球对管内壁都有压力
10. 中国天问二号于2025年5月29日成功发射,其任务主要是实现对小行星2016HO3的详细探测,包括伴飞观测、表面采样和样品返回。天问二号在变轨过程中会经历不同轨道,如图中Ⅰ轨道和Ⅱ轨道,则天问二号( )
A. 在Ⅰ轨道上运行的周期更小
B. 在Ⅱ轨道上运行时经过P点的速度小于经过Q点的速度
C. 在Ⅱ轨道上经过P点的速度大于在Ⅰ轨道上经过P点的速度
D. 在Ⅰ轨道上经过P点的加速度等于在Ⅱ轨道上经过P点的加速度
二、多选题:本大题共5小题,共20分。
11. 如图为自行车的传动装置示意图,A、B、C分别为大齿轮、小齿轮、后轮边缘上的一点,则在此传动装置中( )
A. A、B两点的线速度相同 B. A、B两点的角速度相同
C. B、C两点的角速度相同 D. B、C两点的线速度相同
12. 关于行星运动的规律,下列说法符合史实和事实的是( )
A. 开普勒结合第谷的观测数据,总结出行星运动的三大定律
B. 开普勒进行“月—地检验”,并总结出了天上、地上物体所受的引力遵从相同的规律
C. 牛顿通过扭秤实验结合“理想模型”物理思想测得引力常量G
D. 海王星是亚当斯和勒维耶各自独立研究推算出来的,后人称其为“笔尖下发现的行星”
13. 人类发射的火星探测器进入火星的引力范围后,绕火星做匀速圆周运动。已知引力常数为G,火星的半径为R,探测器运行轨道在其表面上空高h处,运行周期为T,则下列关于火星的质量和平均密度的表达式正确的是( )
A. B. C. D.
14. 如图所示,A为地球赤道上的物体,B为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星,C为地球静止卫星。关于A、B、C做匀速圆周运动的说法中正确的是( )
A. A、B、C三物体,都仅由万有引力提供向心力
B. 周期关系为
C. 线速度的大小关系为
D. 向心加速度的大小关系为
15. 如图所示,半径为的竖直圆筒绕中心轴线以恒定的转速匀速转动。一子弹以水平速度沿圆筒直径方向从左侧射入圆筒,从右侧射穿圆筒后发现两弹孔在同一竖直线上且相距为,则圆筒转动的角速度可能为( )
A. B.
C. D.
三、实验题:本大题共2小题,共10分。
16. 如图所示是“探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系”的实验装置。转动手柄,可使两侧变速塔轮以及长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在左、右两塔轮上的不同圆盘上,可使两个槽内的小球分别以各自的角速度做匀速圆周运动,其向心力由挡板对小球的压力提供,球对挡板的反作用力通过杠杆作用使弹簧测力筒下降,从而露出标尺,标尺上露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。
(1)在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω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. 控制变量法 C. 等效替代法 D. 演绎法
(2)皮带与不同半径的塔轮相连是主要为了使两小球的______不同。
A. 转动半径r B. 质量m C. 角速度ω D. 线速度v
(3)当用两个质量相等的小球做实验,调整长槽中小球的轨道半径为短槽中小球半径的2倍,转动时发现左、右标尺上露出的红白相间的等分格数之比为1:2,则左、右两边塔轮的半径之比为______。
17. 图甲是“研究物体的平抛运动”的实验装置图。
(1)实验前应对实验装置反复调节,直到斜槽末端切线水平。每次让小球从同一位置由静止释放,是为了每次平抛______。
(2)在另一次实验中将白纸换成方格纸,每格的边长,通过实验记录小球运动途中的三个位置,如图乙,则该球做平抛运动的初速度为______m/s(g取)。
四、计算题:本大题共2小题,共30分。
18. 2021年2月10日19时52分,我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动,成功实现环绕火星运动,成为我国第一颗人造火星卫星。在“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动时,周期为T,轨道半径为r。已知火星的半径为R,引力常量为G,不考虑火星的自转。求:
(1) “天问一号”环绕火星运动的线速度的大小v;
(2)火星的质量M;
(3)火星表面的重力加速度的大小g;
(4)火星上的第一宇宙速度是多少?
19. 如图所示,AB为竖直光滑圆弧轨道的直径,其半径R=0.4m,A端切线水平,水平轨道BC与半径r=0.2m的光滑圆弧轨道CD相接于C点,D为圆弧轨道的最低点,圆弧轨道CD对应的圆心角。一质量为M=1kg的小球(视为质点)从水平轨道上某点以某一速度冲上竖直圆轨道AB,并从A点飞出,经过C点恰好沿切线进入圆弧轨道CD,取(sin53°=0.8,cos53°=0.6),求:
(1)小球从A点飞出的速度大小;
(2)小球在A点对圆弧轨道的压力大小F;
(3)小球在C点受到的支持力的大小FC。
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2025-2026学年天津市第五十四中学高一(下)期中物理试卷
一、单选题:本大题共10小题,共40分。
1. 如图所示,在光滑水平桌面上,小物体在拉力作用下做匀速圆周运动。物体运动到点时撤去拉力,之后物体的运动轨迹可能是( )
A. 曲线
B. 曲线
C. 直线
D. 曲线
【答案】C
【解析】
【详解】物体做曲线运动,在某一点的速度方向,沿着该点的切线方向,物体运动到点时撤去拉力,之后物体沿着方向做匀速直线运动。
故选C。
2. 在2025年都灵大冬会短道速滑男子5000米接力A组决赛中,中国队夺得冠军。运动员过弯时的运动可视为匀速圆周运动。下列关于匀速圆周运动的说法正确的是( )
A. 匀速圆周运动是匀变速曲线运动
B. 物体做匀速圆周运动时,其线速度是不变的
C. 物体做匀速圆周运动时,其加速度是变化的
D. 物体做匀速圆周运动时,其合外力为零
【答案】C
【解析】
【详解】ABC.做匀速圆周运动的物体,其加速度大小不变,方向时刻指向圆心,则加速度变化,为非匀变速曲线运动,其线速度大小不变,方向改变,则线速度改变,故C正确,AB错误;
D.物体做匀速圆周运动时,其合外力提供向心力,故D错误。
故选C。
3. 神舟十七号载人飞船在我国酒泉卫星发射中心点火发射成功。若“神舟十七号”在地面时受地球的万有引力为F,则当其上升到离地距离等于两倍地球半径时所受地球的万有引力为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据万有引力定律,飞船在地面时,到地心的距离等于地球半径,此时受万有引力为
其中为地球质量,为飞船质量,当飞船上升到离地距离等于两倍地球半径时,到地心的距离,此时所受万有引力为
故选C。
4. 如图是场地自行车比赛的某段圆弧形赛道,赛道平面与水平面的夹角为。某运动员骑自行车在该赛道上做匀速圆周运动,其圆周运动的半径为R,不计空气阻力,重力加速度为g。要使自行车不受侧向摩擦力作用,则其速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】自行车不受侧向摩擦力时,受力图如图所示
竖直方向,根据平衡条件
水平方向,根据牛顿第二定律
解得
故选A。
5. 如图所示,圆心为O、半径r=2m的粗糙圆盘平行水平地面放置,到地面的高度为h=1.25m,在圆盘边缘放置一可看成质点的物块a。物块与圆盘间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度取g=10m/s²。圆盘的角速度ω从零开始缓慢增大,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则a落地点到转轴的水平距离为( )
A. 2m B. C. 2.5m D.
【答案】B
【解析】
【详解】最大静摩擦力提供物块圆周运动的向心力,则有
解得物块抛出时的速度为
物块平抛运动的时间
则物块平抛的水平位移
则落点到转轴的距离为
故选B。
6. 如图所示,漏斗竖直放置且内壁光滑,两个小球A、B(视为质点)沿漏斗内壁在各自的水平面内做匀速圆周运动。下列说法正确的是( )
A. A球的角速度比B球小 B. A球的线速度比B球大
C. A球与B球向心加速度大小相等 D. A球受到的向心力比B球小
【答案】C
【解析】
【详解】设漏斗侧壁与竖直方向的夹角为θ,则对小球受力分析,则根据
可得,,,
因,可知A球的角速度比B球大;A球的线速度比B球小;A球与B球向心加速度大小相等;AB两球质量关系不确定,则受到的向心力不能比较。
故选C。
7. 如图所示,一辆汽车驶上一圆弧形的拱桥,当汽车以20m/s的速度经过桥顶时,恰好对桥顶没有压力。若汽车以10m/s的速度经过桥顶,则汽车自身重力与汽车对桥顶的压力之比为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设汽车经过桥顶时,桥顶对汽车的支持力为F,由向心力公式得
当时,,可得
当时,
联立可得
根据牛顿第三定律可知,汽车对桥顶的压力大小等于,则汽车自身重力与汽车对桥顶的压力之比
故选B。
8. 如图所示,下列有关生活中圆周运动实例分析,说法正确的是( )
A. 图甲中秋千摆至最低点时,图中女孩处于失重状态
B. 图乙中杂技演员表演“水流星”,当水桶通过最高点时水对桶底的压力可能为零
C. 火车转弯超过规定速度行驶时,火车轮缘对内轨有侧向挤压
D. 图丁为滚筒洗衣机转速越快脱水效果越好,是受到离心力的原因
【答案】B
【解析】
【详解】A.图甲中秋千摆至最低点时,加速度向上,图中女孩处于超重状态,故A错误;
B.图乙中“水流星”匀速转动过程中,若
在最高处速度等于临界速度
桶底对水的压力为0,则由牛顿第三定律得,在最高处水对桶底的压力大小为0,故B正确;
C.火车转弯超过规定速度行驶时,火车要做离心运动,火车轮缘对外轨有侧向挤压,故C错误;
D.离心力是效果力,不是“受到”的力,故D错误。
故选B。
9. 如图,一个内壁光滑的弯管处于竖直平面内,其中管道半径为R。现有一个半径略小于弯管横截面半径的光滑小球在弯管内运动,当小球通过最高点时速率为v0,则下列说法正确的是( )
A. 若v0=0,则小球对管内壁无压力
B. 若,则小球对管内下壁有压力
C. 若,则小球对管内上壁没有压力
D. 不论v0多大,小球对管内壁都有压力
【答案】B
【解析】
【详解】A.设小球在最高点时管内下壁对小球有竖直向上的支持力,则有
若v0=0,可得小球所受的支持力
根据牛顿第三定律,可知小球对管内下壁有竖直向下的压力,故A错误;
B.设小球在最高点时管内上壁对小球有竖直向下的压力,则有
若,可得小球所受的压力
负号说明管内下壁对小球有竖直向上的支持力,根据牛顿第三定律,可知小球对管内下壁有竖直向下的压力,故B正确;
C.设小球在最高点时管内上壁对小球有竖直向下的压力,则有
若,可得小球所受的压力
即管内上壁对小球有竖直向下的压力,大小为,根据牛顿第三定律,可知小球对管内上壁有竖直向上的压力,小球对管内下壁没有压力,故C错误;
D.设小球在最高点时管内壁对小球没有力的作用,则有
解得
此时小球对管内壁没有压力,故D错误。
故选B。
10. 中国天问二号于2025年5月29日成功发射,其任务主要是实现对小行星2016HO3的详细探测,包括伴飞观测、表面采样和样品返回。天问二号在变轨过程中会经历不同轨道,如图中Ⅰ轨道和Ⅱ轨道,则天问二号( )
A. 在Ⅰ轨道上运行的周期更小
B. 在Ⅱ轨道上运行时经过P点的速度小于经过Q点的速度
C. 在Ⅱ轨道上经过P点的速度大于在Ⅰ轨道上经过P点的速度
D. 在Ⅰ轨道上经过P点的加速度等于在Ⅱ轨道上经过P点的加速度
【答案】D
【解析】
【详解】A.由开普勒第三定律可知,天问二号在Ⅰ轨道上的半长轴更大,则其周期更大,选项A错误;
B.由开普勒第二定律可知天问二号通过Q点时的速度更小,选项B错误;
C.在P点,天问二号从Ⅰ轨道到Ⅱ轨道做减速运动,则天问二号在Ⅱ轨道上经过 P点的速度小于在Ⅰ轨道上经过P点的速度,选项C错误;
D.天问二号仅受万有引力作用,则在Ⅰ、Ⅱ轨道上经过P点时合力相同,加速度相等,选项D正确。
故选D。
二、多选题:本大题共5小题,共20分。
11. 如图为自行车的传动装置示意图,A、B、C分别为大齿轮、小齿轮、后轮边缘上的一点,则在此传动装置中( )
A. A、B两点的线速度相同 B. A、B两点的角速度相同
C. B、C两点的角速度相同 D. B、C两点的线速度相同
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.大齿轮与小齿轮间是链条传动,A、B两点的线速度大小相同,由可知角速度与对应的半径成反比,故A正确,B错误;
CD.小齿轮与后轮是同轴转动,B、C两点的角速度相同,线速度与对应的半径成正比,故D错误,C正确。
故选AC。
12. 关于行星运动的规律,下列说法符合史实和事实的是( )
A. 开普勒结合第谷的观测数据,总结出行星运动的三大定律
B. 开普勒进行“月—地检验”,并总结出了天上、地上物体所受的引力遵从相同的规律
C. 牛顿通过扭秤实验结合“理想模型”物理思想测得引力常量G
D. 海王星是亚当斯和勒维耶各自独立研究推算出来的,后人称其为“笔尖下发现的行星”
【答案】AD
【解析】
【详解】A.开普勒结合第谷的观测数据,总结出行星运动的三大定律,选项A正确;
B.牛顿进行“月—地检验”,并总结出了天上、地上物体所受的引力遵从相同的规律,选项B错误;
C.卡文迪许通过扭秤实验结合“理想模型”物理思想测得引力常量G,选项C错误;
D.海王星是亚当斯和勒维耶各自独立研究推算出来的,后人称其为“笔尖下发现的行星”,选项D正确。
故选AD。
13. 人类发射的火星探测器进入火星的引力范围后,绕火星做匀速圆周运动。已知引力常数为G,火星的半径为R,探测器运行轨道在其表面上空高h处,运行周期为T,则下列关于火星的质量和平均密度的表达式正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】AB
【解析】
【详解】探测器绕火星做匀速圆周运动,由万有引力提供向心力得
解得火星的质量为
又
解得火星的平均密度为
故选AB。
14. 如图所示,A为地球赤道上的物体,B为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星,C为地球静止卫星。关于A、B、C做匀速圆周运动的说法中正确的是( )
A. A、B、C三物体,都仅由万有引力提供向心力
B. 周期关系为
C. 线速度的大小关系为
D. 向心加速度的大小关系为
【答案】CD
【解析】
【详解】A.B、C围绕地球做匀速圆周运动,由万有引力提供向心力,A为地球赤道上的物体,由万有引力和地面给的支持力的合力提供向心力,故A错误;
B.C为地球静止卫星,A为地球赤道上的物体,两者的周期与地球自转周期相等,根据
解得
由图可知
可得,故B错误;
C.C为地球静止卫星,根据
A、C角速度相等,A的轨道半径小一些,则有
根据
解得
C的轨道半径大于B的轨道半径,则C的线速度小于B的线速度,则有,故C正确;
D.C为地球静止卫星,根据
A、C角速度相等,A的运动半径小一些,则有
根据
解得
由于C的轨道半径大于B的轨道半径,则C的加速度小于B的加速度,则有,故D正确。
故选CD。
15. 如图所示,半径为的竖直圆筒绕中心轴线以恒定的转速匀速转动。一子弹以水平速度沿圆筒直径方向从左侧射入圆筒,从右侧射穿圆筒后发现两弹孔在同一竖直线上且相距为,则圆筒转动的角速度可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】子弹做平抛运动,在竖直方向上
可得子弹在圆筒中运动的时间
因子弹从右侧射穿圆筒后发现两弹孔在同一竖直线上,则圆筒转过的角度为(,,)
则圆筒转动的角速度为
当时,可得
当时,可得
当时,可得
当时,可得
故选AC。
三、实验题:本大题共2小题,共10分。
16. 如图所示是“探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系”的实验装置。转动手柄,可使两侧变速塔轮以及长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在左、右两塔轮上的不同圆盘上,可使两个槽内的小球分别以各自的角速度做匀速圆周运动,其向心力由挡板对小球的压力提供,球对挡板的反作用力通过杠杆作用使弹簧测力筒下降,从而露出标尺,标尺上露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。
(1)在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω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. 控制变量法 C. 等效替代法 D. 演绎法
(2)皮带与不同半径的塔轮相连是主要为了使两小球的______不同。
A. 转动半径r B. 质量m C. 角速度ω D. 线速度v
(3)当用两个质量相等的小球做实验,调整长槽中小球的轨道半径为短槽中小球半径的2倍,转动时发现左、右标尺上露出的红白相间的等分格数之比为1:2,则左、右两边塔轮的半径之比为______。
【答案】(1)B (2)C
(3)2:1
【解析】
【小问1详解】
实验目的是研究向心力的大小F与小球质量m、角速度和半径r多个物理量之间的关系,因此在这个实验中,采用了控制变量法。
故选B。
【小问2详解】
皮带与不同半径的塔轮相连,可知塔轮的线速度相同,根据v=R(R为塔轮半径),可知两小球的角速度不同。
故选C。
【小问3详解】
由题可知
结合题意可知
联立解得
又因为,v=R
联立可得左右两塔轮的半径之比为
17. 图甲是“研究物体的平抛运动”的实验装置图。
(1)实验前应对实验装置反复调节,直到斜槽末端切线水平。每次让小球从同一位置由静止释放,是为了每次平抛______。
(2)在另一次实验中将白纸换成方格纸,每格的边长,通过实验记录小球运动途中的三个位置,如图乙,则该球做平抛运动的初速度为______m/s(g取)。
【答案】(1)初速度相同 (2)1.5
【解析】
【小问1详解】
当每次让小球从同一位置由静止释放时,小球克服斜槽阻力做功相同,可知,该操作的目的是为了每次平抛的初速度相同。
【小问2详解】
小球水平方向做匀速直线运动,则有
小球竖直方向做自由落体运动,根据相邻相等时间内位移差规律有
解得
四、计算题:本大题共2小题,共30分。
18. 2021年2月10日19时52分,我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动,成功实现环绕火星运动,成为我国第一颗人造火星卫星。在“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动时,周期为T,轨道半径为r。已知火星的半径为R,引力常量为G,不考虑火星的自转。求:
(1) “天问一号”环绕火星运动的线速度的大小v;
(2)火星的质量M;
(3)火星表面的重力加速度的大小g;
(4)火星上的第一宇宙速度是多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
“天问一号”环绕火星运动的线速度的大小
【小问2详解】
设火星质量为,“天问一号”质量为,“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动时,火星对“天问一号”的万有引力提供了“天问一号”做圆周运动的向心力,则
解得火星的质量
【小问3详解】
设火星表面有一个质量为的物体,不考虑火星的自转,其重力等于万有引力,则
又
解得
【小问4详解】
设质量为的物体贴近火星表面飞行,设火星上的第一宇宙速度大小为,则
又
解得
19. 如图所示,AB为竖直光滑圆弧轨道的直径,其半径R=0.4m,A端切线水平,水平轨道BC与半径r=0.2m的光滑圆弧轨道CD相接于C点,D为圆弧轨道的最低点,圆弧轨道CD对应的圆心角。一质量为M=1kg的小球(视为质点)从水平轨道上某点以某一速度冲上竖直圆轨道AB,并从A点飞出,经过C点恰好沿切线进入圆弧轨道CD,取(sin53°=0.8,cos53°=0.6),求:
(1)小球从A点飞出的速度大小;
(2)小球在A点对圆弧轨道的压力大小F;
(3)小球在C点受到的支持力的大小FC。
【答案】(1)3m/s
(2)12.5N (3)131N
【解析】
【小问1详解】
将小球在C处的速度分解,在竖直方向上有
在水平方向上有
联立并代入数据得
【小问2详解】
在A处,对小球,由牛顿第二定律得
解得
根据牛顿第三定律知,圆弧轨道受到的压力大小
【小问3详解】
根据速度的分解可得小球在C处速度
其受力分析如图所示
在C处,由牛顿第二定律,得
联立解得
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