精品解析：江西抚州市金溪县第一中学2025-2026学年高一下学期期中阶段性物理作业

2025-2026学年下学期高一物理学科阶段性作业 第Ⅰ卷（选择题共46分） 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，只有一项符合题目要求） 1. 下列描述的史实正确的是（　　） A. 开普勒通过研究行星运动的规律发现了万有引力定律 B. 牛顿通过地—月引力计算首先推算出了引力常量 C. 万有引力定律中引力常量G的单位是 D. 天王星被人们称为“笔尖下发现的行星” 2. 如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　） A. 图a中汽车通过凹形桥的最低点时处于失重状态 B. 图b中火车转弯超过规定速度行驶时会挤压外轨 C. 图c中脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它所受到的向心力从而被甩出 D. 图d中在光滑而固定的圆锥筒内，有完全相同的A、B两个小球在图中所示的平面内分别做匀速圆周运动，则、两小球的角速度大小相等 3. 如图，某河宽为200m，小船在静水中的速度为4m/s，水流速度为3m/s。假设小船从P点出发，在匀速行驶过程中船头方向不变。下列说法中正确的是（　　） A. 若想以最短时间过河，小船过河位移大小为200m B. 若想以最小位移过河，小船过河时间为40s C. 若大暴雨导致水流速度增大到5m/s，小船过河的最小位移为200m D. 无论水速多大，小船过河的最短时间都是50s 4. 如图甲所示，静止于光滑水平面上坐标原点处的小物块，在水平拉力作用下，沿轴方向运动，拉力随物块所在位置坐标的变化关系如图乙所示，图线为半圆。则小物块运动到处时所做的总功为（ ） A. 0 B. C. D. 5. 2025年11月1日，神舟二十一号载人飞船成功对接空间站天和核心舱；将载人飞船的变轨过程简化为以下模型：飞船变轨前绕地稳定运行在圆形轨道Ⅰ上，椭圆轨道Ⅱ为飞船的转移轨道，核心舱绕地沿逆时针方向运行在圆形轨道Ⅲ上，轨道Ⅰ和Ⅱ、轨道Ⅱ和Ⅲ分别相切于、两点，下列说法正确的是（　　） A. 飞船在Ⅰ号轨道上运行时的速率可能为 B. 飞船在Ⅱ号轨道经过点时的速率小于经过点时的速率 C. 飞船分别在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上运行时经过点的加速度相等 D. 飞船在Ⅰ号和Ⅲ号轨道上运行时单位时间内与地球球心连线扫过的面积相等 6. 如图所示为质量为m的汽车在水平路面上启动过程中的速度图像，Oa段为过原点的倾斜直线，ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc段是与ab段相切的水平直线，则下述说法正确的是（　　） A. 0~t1时间内汽车做匀加速运动且功率恒定 B. t1~t2时间内汽车牵引力做功为 C. t1~t2时间内的平均速度等于（v1＋v2） D. 在全过程中，t1时刻的牵引力及其功率都是最大值 7. 如图甲所示为银川市高铁站的行李安检机，其简化原理图如图乙所示，水平传送带长为3m，传送带始终以恒定速率0.3m/s运行。一质量为10.0kg的箱子（可视为质点）无初速度地轻放上传送带左端，最终到达传送带右端。若箱子与该传送带间的动摩擦因数为0.10，g取10m/s2，下列说法正确的是（　　） A. 箱子受到的摩擦力水平向左 B. 箱子在传送带上加速运动的时间是1s C. 箱子在传送带上运动过程中，因摩擦而产生的热量0.5J D. 由于传送该箱子，电动机多消耗的电能为0.9J 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分，全部选对得6分，选对但不全的3分，有选错或不作答得0分）） 8. 某同学用力沿水平方向推出铅球，用W表示铅球所受重力的功，P表示铅球所受重力的瞬时功率，h表示铅球下落的高度，t表示铅球运动的时间。忽略空气阻力，在铅球接触地面之前的运动过程中，下列图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 9. 如图所示，汽车在水平的路面上匀速运动，用跨过光滑定滑轮的轻绳牵引轮船，汽车与滑轮间的绳保持水平。当牵引轮船的绳与水平方向的夹角为时，船的速度大小为时，绳的拉力对船做功的功率为，汽车受到恒定阻力，下列选项不正确的是（　　） A. 汽车速度大小为 B. 绳子对船的拉力为 C. 汽车的输出功率为 D. 汽车的输出功率为 10. 如图所示，两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，放在固定的光滑斜面上，两小球在竖直方向上通过劲度系数为的轻质弹簧相连，放在水平地面上。现用手控制住，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，同时保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。已知的质量为，的质量均为，重力加速度为，细线与滑轮之间的摩擦不计。开始时整个系统处于静止状态；释放后，沿斜面下滑至速度最大时（加速度为零），恰好离开地面，在此过程中，下列说法正确的是：（　　） A. A球速度最大时绳子拉力 B. 斜面的倾角 C. 弹簧恢复原长时，细线中的拉力大小 D. 沿斜面下滑的速度最大值为 第II卷（非选择题共54分） 三、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分） 11. 三个同学根据不同的实验条件，进行了探究平抛运动规律的实验： （1）甲同学采用如图甲所示的装置，用小锤击打弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明________。 （2）丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图丙所示的小球做平抛运动的照片，图中每个小方格的边长为，则由图可求得拍摄时每________s曝光一次，该小球做平抛运动的初速度大小为________m/s。（g取10） 12. 在验证机械能守恒定律的实验中，某同学采用如图装置，绕过定滑轮的细线上悬挂质量相等的重物A和B，在B下面再挂钩码C。已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz。 （1）如图所示，在重物A下方固定打点计时器，用纸带连接A，测量A的运动情况，下列操作过程正确的是（　　） A. 安装打点计时器时工作面要竖直放置，同时让两限位孔的中心在同一竖直线上 B. 接通电源前让重物A尽量靠近打点计时器 C. 应选取最初第1、2两点间距离接近2mm的纸带 （2）某次实验结束后，打出的纸带的一部分如图所示，A、B、C为三个相邻计时点，则打下B点时重锤的速度________m/s；（结果保留三位有效数字） （3）如果本实验室电源频率大于50Hz，则瞬时速度的测量值________（选填“偏大”或“偏小”）； （4）已知重物A和B的质量均为M，钩码C的质量为m，某次实验中从纸带上测量重物A由静止上升高度为h时对应计时点的速度为v，取重力加速度为g，则验证系统机械能守恒定律的表达式是________； （5）为了测定当地的重力加速度，改变钩码C的质量m，测得多组m和对应的加速度a，作出图像如图所示，图线与纵轴截距为b，则当地的重力加速度为________。 四、解答题（本大题共3小题，共38分，解答应写出必要的文字说明、重要的方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 中国天眼（FAST）探测到一个罕见的脉冲星双星系统，由质量分别为和的恒星A、B组成，两星间距为，绕其连线上某点做匀速圆周运动。已知引力常量为，忽略其他天体影响。 （1）求恒星A和B的轨道半径和； （2）求恒星A做圆周运动的周期。 14. 如图所示，粗糙程度相同的水平直轨道AB与竖直半圆轨道在B点平滑相接，直轨道AB长度为，半圆轨道半径为一质量为的物体（可视为质点）将轻弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧，且恰好能通过最高点C。已知物体经过B点的速度为，当地重力加速度为，物体与AB间的动摩擦因数为0.2。求： （1）弹簧压缩至A点时的弹性势能； （2）物体通过B点时对半圆轨道的压力大小； （3）物体在圆弧轨道上运动时克服摩擦力做的功。 15. 在大型物流货场，广泛的应用传送带搬运货物。如图甲所示，与水平面倾斜的传送带以恒定的速率运动，皮带始终是绷紧的，将m=2kg的货物轻放在传送带上的A端，经过1.2s到达传送带的B端，用速度传感器测得货物与传送带的速度v随时间t变化的图像如图乙所示。已知重力加速度g=10m/s2，试求解下列问题： （1）货物与传送带间的动摩擦因数； （2）货物从A运动到B过程中，传送带对货物做功为多少； （3）货物从A运动到B过程中，货物与传送带摩擦产生的热量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年下学期高一物理学科阶段性作业 第Ⅰ卷（选择题共46分） 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，只有一项符合题目要求） 1. 下列描述的史实正确的是（　　） A. 开普勒通过研究行星运动的规律发现了万有引力定律 B. 牛顿通过地—月引力计算首先推算出了引力常量 C. 万有引力定律中引力常量G的单位是 D. 天王星被人们称为“笔尖下发现的行星” 【答案】C 【解析】 【详解】A．开普勒通过研究行星运动的规律发现了行星运动的三定律，牛顿发现了万有引力定律，故A错误； B．引力常量由卡文迪许首先通过实验较准确测得，故B错误； C．根据可知，万有引力定律中引力常量G的单位是，故C正确； D．海王星被人们称为“笔尖下发现的行星”，故D错误。 故选C。 2. 如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　） A. 图a中汽车通过凹形桥的最低点时处于失重状态 B. 图b中火车转弯超过规定速度行驶时会挤压外轨 C. 图c中脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它所受到的向心力从而被甩出 D. 图d中在光滑而固定的圆锥筒内，有完全相同的A、B两个小球在图中所示的平面内分别做匀速圆周运动，则、两小球的角速度大小相等 【答案】B 【解析】 【详解】A．当汽车通过最低点时，需要向上的向心力，则有，故汽车处于超重状态，故A错误； B．超速时重力与支持力的合力不足以提供向心力，会挤压外轨产生向里的力，故B正确； C．物体所受合外力不足以提供向心力才会做离心运动，故C错误； D．根据牛顿第二定律 解得 由图可知可得，故D错误。 故选B。 3. 如图，某河宽为200m，小船在静水中的速度为4m/s，水流速度为3m/s。假设小船从P点出发，在匀速行驶过程中船头方向不变。下列说法中正确的是（　　） A. 若想以最短时间过河，小船过河位移大小为200m B. 若想以最小位移过河，小船过河时间为40s C. 若大暴雨导致水流速度增大到5m/s，小船过河的最小位移为200m D. 无论水速多大，小船过河的最短时间都是50s 【答案】D 【解析】 【详解】A．已知河宽，船在静水中速度，原水流速度，若想以最短时间过河，则船头垂直河岸，最短时间 船会随水流向下游漂移，沿水流位移 合位移，故A错误； B．​，最小位移为河宽，此时垂直河岸的分速度 渡河时间，故B错误； C．水流速度增大到后，此时船在静水中的速度小于水流速度，小船无法抵消水流速度的影响，无法垂直河岸过河，小船以最短位移过河时小船轨迹是向下游的，所以此时小船的位移大于河宽，故C错误； D．水速只影响沿河岸的运动，不改变垂直河岸的速度，因此无论水速多大，最短时间都是，故D正确。 故选D。 4. 如图甲所示，静止于光滑水平面上坐标原点处的小物块，在水平拉力作用下，沿轴方向运动，拉力随物块所在位置坐标的变化关系如图乙所示，图线为半圆。则小物块运动到处时所做的总功为（ ） A. 0 B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据可知，图线坐标轴所围成的面积表示力做的功，故 故选C。 5. 2025年11月1日，神舟二十一号载人飞船成功对接空间站天和核心舱；将载人飞船的变轨过程简化为以下模型：飞船变轨前绕地稳定运行在圆形轨道Ⅰ上，椭圆轨道Ⅱ为飞船的转移轨道，核心舱绕地沿逆时针方向运行在圆形轨道Ⅲ上，轨道Ⅰ和Ⅱ、轨道Ⅱ和Ⅲ分别相切于、两点，下列说法正确的是（　　） A. 飞船在Ⅰ号轨道上运行时的速率可能为 B. 飞船在Ⅱ号轨道经过点时的速率小于经过点时的速率 C. 飞船分别在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上运行时经过点的加速度相等 D. 飞船在Ⅰ号和Ⅲ号轨道上运行时单位时间内与地球球心连线扫过的面积相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是所有绕地球做圆周运动的卫星的最大环绕速度；轨道半径越大，圆轨道环绕速度越小，因此所有绕地圆轨道的运行速率都不大于，不可能达到 ，故A错误； B．轨道Ⅱ是椭圆轨道，A是近地点、B是远地点。根据开普勒第二定律得同一卫星在同一椭圆轨道上运行时，近地点速率大于远地点速率，因此飞船在A点的速率大于B点速率，故B错误。 C．加速度由万有引力提供，满足 飞船在A点时，无论沿哪个轨道运动，离地心的距离相同，因此加速度相等，故C正确； D．根据开普勒第二定律得卫星在同一轨道上绕地球运动时，单位时间内与地心连线扫过的面积相等，不同轨道该面积不相等，故D错误； 故选C。 6. 如图所示为质量为m的汽车在水平路面上启动过程中的速度图像，Oa段为过原点的倾斜直线，ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc段是与ab段相切的水平直线，则下述说法正确的是（　　） A. 0~t1时间内汽车做匀加速运动且功率恒定 B. t1~t2时间内汽车牵引力做功为 C. t1~t2时间内的平均速度等于（v1＋v2） D. 在全过程中，t1时刻的牵引力及其功率都是最大值 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．0～t1时间内汽车做匀加速运动，牵引力F大小恒定，但汽车的速度逐渐增大，所以其功率逐渐增大，故A错误； B．0～t1时间内汽车做匀加速运动，牵引力F大小恒定，加速度为a 在t2时刻达到额定功率 t2～t3时间内牵引力等于摩擦力 解得 在t1～t2时间内，牵引力做的功为 故B错误； C．根据 “面积”法求位移，t1～t2时间内汽车的位移 所以平均速度 故C错误； D．在全过程中t1时刻的斜率最大，加速度a1也最大，根据： F1-f=ma1 可知此时牵引力F1最大，此时刻的功率P1也是在0～t1时间内最大的，在t1时刻之后，汽车的功率保持P1不变，所以P1是整个过程中的最大值，在t2～t3时间内牵引力等于摩擦力，牵引力最小，故D正确。 故选D。 7. 如图甲所示为银川市高铁站的行李安检机，其简化原理图如图乙所示，水平传送带长为3m，传送带始终以恒定速率0.3m/s运行。一质量为10.0kg的箱子（可视为质点）无初速度地轻放上传送带左端，最终到达传送带右端。若箱子与该传送带间的动摩擦因数为0.10，g取10m/s2，下列说法正确的是（　　） A. 箱子受到的摩擦力水平向左 B. 箱子在传送带上加速运动的时间是1s C. 箱子在传送带上运动过程中，因摩擦而产生的热量0.5J D. 由于传送该箱子，电动机多消耗的电能为0.9J 【答案】D 【解析】 【详解】A．对箱子受力分析可知，箱子受到水平向右的摩擦力，故A错误； B．对箱子受力分析，根据牛顿第二定律可得 代入数据解得 则箱子在传送带上加速的时间，故B错误； C．根据上述分析可知，箱子加速时的位移 传送带的位移 则摩擦而产生的热量为，故C错误； D．由功能关系，可知由于传送箱子，电动机需多消耗的电能为，故D正确。 故选D。 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分，全部选对得6分，选对但不全的3分，有选错或不作答得0分）） 8. 某同学用力沿水平方向推出铅球，用W表示铅球所受重力的功，P表示铅球所受重力的瞬时功率，h表示铅球下落的高度，t表示铅球运动的时间。忽略空气阻力，在铅球接触地面之前的运动过程中，下列图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．由题意可知，铅球做平抛运动，根据 可判断W与h成正比，故A正确； B．平抛运动竖直方向的分运动为自由落体运动，则 根据 可知W—t图像为过原点的抛物线，故B正确； C．竖直方向的分速度 根据 可知P与t成正比，故C正确； D．因 则由 可知P—h图像不是抛物线，故D错误。 故选ABC。 9. 如图所示，汽车在水平的路面上匀速运动，用跨过光滑定滑轮的轻绳牵引轮船，汽车与滑轮间的绳保持水平。当牵引轮船的绳与水平方向的夹角为时，船的速度大小为时，绳的拉力对船做功的功率为，汽车受到恒定阻力，下列选项不正确的是（　　） A. 汽车速度大小为 B. 绳子对船的拉力为 C. 汽车的输出功率为 D. 汽车的输出功率为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．将船的速度沿绳方向、垂直绳方向分解，由于绳子不可伸长，沿绳方向的分速度等于汽车的速度，因此 故A错误； B．拉力沿绳方向，拉力对船做功的功率等于拉力乘以沿拉力方向的速度，即 整理得，故B正确； CD．汽车匀速运动，受力平衡，牵引力需要克服绳子拉力和阻力，即 汽车输出功率 代入得 故C错误，D正确； 本题选不正确的选项，故答案为。 10. 如图所示，两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，放在固定的光滑斜面上，两小球在竖直方向上通过劲度系数为的轻质弹簧相连，放在水平地面上。现用手控制住，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，同时保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。已知的质量为，的质量均为，重力加速度为，细线与滑轮之间的摩擦不计。开始时整个系统处于静止状态；释放后，沿斜面下滑至速度最大时（加速度为零），恰好离开地面，在此过程中，下列说法正确的是：（　　） A. A球速度最大时绳子拉力 B. 斜面的倾角 C. 弹簧恢复原长时，细线中的拉力大小 D. 沿斜面下滑的速度最大值为 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．A 速度最大时加速度为 0，对A受力平衡 对 B 受力分析（此时弹簧拉力为mg向上） 联立可得绳的拉力，斜面倾角  所以，A错误，B正确； C．弹簧恢复原长时弹力为0，设加速度为，拉力为 对A小球，根据牛顿第二定律 对B小球，根据牛顿第二定律 联立解得 ， C错误； D．从释放到A速度最大过程，初末弹簧形变量相同，弹性势能变化 对A、B系统用动能定理  代入、 可得  解得，​​ D正确。 故选 BD。 第II卷（非选择题共54分） 三、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分） 11. 三个同学根据不同的实验条件，进行了探究平抛运动规律的实验： （1）甲同学采用如图甲所示的装置，用小锤击打弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明________。 （2）丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图丙所示的小球做平抛运动的照片，图中每个小方格的边长为，则由图可求得拍摄时每________s曝光一次，该小球做平抛运动的初速度大小为________m/s。（g取10） 【答案】（1）平抛运动的竖直分运动是自由落体运动 （2） ①. 0.05 ②. 1 【解析】 【小问1详解】 因为A、B两球始终同时落地，可知A球在竖直方向上的运动规律与B球的运动规律相同，即平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动； 【小问2详解】 [1]设曝光时间为，根据平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动，则有 代入数据解得 [2]根据平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动，则有 代入数据解得 12. 在验证机械能守恒定律的实验中，某同学采用如图装置，绕过定滑轮的细线上悬挂质量相等的重物A和B，在B下面再挂钩码C。已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz。 （1）如图所示，在重物A下方固定打点计时器，用纸带连接A，测量A的运动情况，下列操作过程正确的是（　　） A. 安装打点计时器时工作面要竖直放置，同时让两限位孔的中心在同一竖直线上 B. 接通电源前让重物A尽量靠近打点计时器 C. 应选取最初第1、2两点间距离接近2mm的纸带 （2）某次实验结束后，打出的纸带的一部分如图所示，A、B、C为三个相邻计时点，则打下B点时重锤的速度________m/s；（结果保留三位有效数字） （3）如果本实验室电源频率大于50Hz，则瞬时速度的测量值________（选填“偏大”或“偏小”）； （4）已知重物A和B的质量均为M，钩码C的质量为m，某次实验中从纸带上测量重物A由静止上升高度为h时对应计时点的速度为v，取重力加速度为g，则验证系统机械能守恒定律的表达式是________； （5）为了测定当地的重力加速度，改变钩码C的质量m，测得多组m和对应的加速度a，作出图像如图所示，图线与纵轴截距为b，则当地的重力加速度为________。 【答案】（1）AB （2）1.05 （3）偏小 （4） （5） 【解析】 【小问1详解】 A．安装打点计时器时要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直线上，故A正确； B．为了能在长度有限的纸带上尽可能多地获取间距适当的数据点，接通电源前让重物A尽量靠近打点计时器，故B正确； C．本实验研究对象不是做自由落体运动，无需选取最初第1、2两点间距离接近2mm的纸带，故C错误。 故选AB。 【小问2详解】 交流电源频率50Hz，打点周期，B点速度 【小问3详解】 电源频率大于50Hz，实际打点周期，计算时仍用，由可知，分母偏大，因此速度测量值偏小。 【小问4详解】 A上升势能增加，B下降势能减少，C下降势能减少，总势能减少量为；系统总动能增加量为 由机械能守恒，势能减少量等于动能增加量，得 【小问5详解】 对系统由牛顿第二定律 整理得  ​图像的纵截距 因此 四、解答题（本大题共3小题，共38分，解答应写出必要的文字说明、重要的方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 中国天眼（FAST）探测到一个罕见的脉冲星双星系统，由质量分别为和的恒星A、B组成，两星间距为，绕其连线上某点做匀速圆周运动。已知引力常量为，忽略其他天体影响。 （1）求恒星A和B的轨道半径和； （2）求恒星A做圆周运动的周期。 【答案】（1）， （2） 【解析】 【小问1详解】 对双星系统，角速度相等，由相互间的万有引力提供向心力，则有 可得 又因为 解得， 【小问2详解】 对恒星A，由双星间的万有引力提供向心力，则有 又 代入可得 14. 如图所示，粗糙程度相同的水平直轨道AB与竖直半圆轨道在B点平滑相接，直轨道AB长度为，半圆轨道半径为一质量为的物体（可视为质点）将轻弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧，且恰好能通过最高点C。已知物体经过B点的速度为，当地重力加速度为，物体与AB间的动摩擦因数为0.2。求： （1）弹簧压缩至A点时的弹性势能； （2）物体通过B点时对半圆轨道的压力大小； （3）物体在圆弧轨道上运动时克服摩擦力做的功。 【答案】（1）；（2）；（3）8J 【解析】 【详解】（1）根据动能定理可得 解得 （2）在B点时 解得 根据牛顿第三定律可得 （3）恰好能通过最高点C，则 从B到C根据动能定理可得 解得 则物体在圆弧轨道上运动时克服摩擦力做的功为8J。 15. 在大型物流货场，广泛的应用传送带搬运货物。如图甲所示，与水平面倾斜的传送带以恒定的速率运动，皮带始终是绷紧的，将m=2kg的货物轻放在传送带上的A端，经过1.2s到达传送带的B端，用速度传感器测得货物与传送带的速度v随时间t变化的图像如图乙所示。已知重力加速度g=10m/s2，试求解下列问题： （1）货物与传送带间的动摩擦因数； （2）货物从A运动到B过程中，传送带对货物做功为多少； （3）货物从A运动到B过程中，货物与传送带摩擦产生的热量。 【答案】（1）μ=0.5.；（2）22.4J；（3）9.6J 【解析】 【分析】 【详解】（1）由v﹣t图像可知，货物在传送带上先做a1匀加速直线运动，加速度大小为 =10m/s2 货物的速度达到与传送带速度相等前，根据牛顿第二定律得 mgsinθ+μmgcosθ=ma1① 货物的速度达到与传送带速度相等后，货物做a2的匀加速直线运动，加速度大小为 a2=m/s2=2m/s2 根据牛顿第二定律得： mgsinθ﹣μmgcosθ=ma2② 联立①②解得： cosθ=0.8，μ=0.5 （2）根据功能关系，滑动摩擦力为 f=μmgcosθ=0.5×2×10×0.8N=8N 做a1匀加速直线运动，由图像知位移为 x1=×2×0.2m=0.2m 物体受摩擦力方向沿传送带向下，摩擦力做正功为 Wf1=fx1=8×0.2J=1.6J 同理a2匀加速直线运动，由图像知位移为 x2=×（2+4）×1m=3m 物体受摩擦力方向沿传送带向上，摩擦力做功为 Wf2=﹣fx2=﹣8×3J=﹣24J 所以整个过程，传送带对货物做功为 W=Wf1+Wf2=1.6﹣24=-22.4J 即传送带对货物做负功大小为22.4J。 （3）根据功能关系，货物与传送带摩擦产生的热量等于摩擦力乘以相对位移，由图可知：在前0.2s内皮带位移为 x皮=vt1=2×0.2m=0.4m 相对位移为 △x1=x皮﹣x1=0.4﹣0.2=0.2m 同理：货物0.2s到1.2s时间内皮带的位移为 x皮2=vt2=2×1=2m 相对位移为 △x2=x2﹣x皮2=3﹣2=1m 故两者之间的总相对位移为 △x=△x1+△x2=1+0.2=1.2m 货物与传送带摩擦产生的热量为 Q=W=f△x=8×1.2J=9.6J 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $