内容正文:
银川二中2025-2026学年第二学期高一年级期中考试
物理试题
注意事项:
1、本试卷共16小题,满分100分。考试时间为75分钟。
2、答案写在答题卡上的指定位置。考试结束后,交回答题卡。
一、选择题(本题共11小题,共50分。1-8题每题只有一项符合题目要求,每小题4分,9-11题每题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)。
1. 如图所示,甲、乙、丙图表示物体在力F的作用下水平发生了一段位移L,设这三种情形下力F和位移L的大小都是一样,三种情况拉力做功的大小关系为( )
A. W甲>W乙>W丙 B. W甲>W乙=W丙
C. W甲=W乙=W丙 D. W甲=W丙>W乙
2. “指尖篮球”是篮球爱好者喜欢的一种运动。如图所示,将篮球放在指尖上,轻轻一拨,篮球就在指尖上稳定旋转。关于图示中Q、P两点的运动,下列说法正确的有( )
A. Q点的角速度比P点的大 B. Q点的线速度比P点的小
C. P点的周期比Q点的小 D. P点的向心加速度比Q点的小
3. 下面四幅图用曲线运动知识描述正确的是( )
A. 图甲,制作棉花糖时,糖水因为受到离心力而被甩出去
B. 图乙,火车轨道的外轨略高于内轨,火车拐弯时可能不挤压内外轨道
C. 图丙,自行车在赛道上做匀速圆周运动,其所受的合外力为零
D. 图丁,在一座凹形桥的最低点,汽车对桥面的压力小于汽车的重力
4. 我国计划于2028年前后发射“天问三号”火星探测系统,实现火星取样返回。其轨道器将环绕火星做匀速圆周运动,轨道半径约3750km,轨道周期约2h。引力常量G取6.67 × 10-11N⋅m2/kg2,根据以上数据可推算出火星的( )
A. 质量 B. 体积 C. 逃逸速度 D. 自转周期
5. 如图所示,哈雷彗星绕太阳运行的轨迹为椭圆,、 分别为椭圆的长轴和短轴。哈雷彗星的运行周期为76年。只考虑太阳对哈雷彗星的作用力,则哈雷彗星( )
A. 从 点运动到 点的时间为38年 B. 从 点运动到 点的过程中速率增大
C. 在 点的加速度大于 点的加速度 D. 在 点的机械能大于 点的机械能
6. 如图所示,水平地面上固定着三个内壁光滑的容器甲、乙、丙。其中甲的内表面为半球面,乙的内表面为圆锥面,丙为喇叭面。三个容器中均有两个完全相同且可视为质点的小球贴着内壁在水平面内做匀速圆周运动,则下列说法正确的是( )
A. 容器甲中,上面小球的角速度较小
B. 容器乙中,上面小球的加速度较大
C. 容器丙中,两小球的周期相等
D. 容器丙中,上面小球的角速度较小
7. 2024年3月20日,探月工程四期鹊桥二号中继星在文昌航天发射场发射升空,踏上奔月征途。其运动轨迹如图所示,已知远月点B与月球中心的距离约为近月点C与月球中心距离的9倍,地球半径约是月球半径的k倍,地球质量约是月球质量的p倍。下列说法正确的是( )
A. 鹊桥二号在B点由地月转移轨道进入环月轨道时须加速
B. 鹊桥二号在C、B两点受到月球引力之比约为9∶1
C. 地球第一宇宙速度与月球第一宇宙速度比值约为
D. 地面重力加速度与月面重力加速度的比值约为
8. 两种卫星绕地球运行的轨道如图,设地球半径为,地球赤道上的物体随地球自转的速度大小为,加速度大小为;近地卫星的轨道半径近似为,运行速度大小为,加速度大小为;地球静止卫星的轨道半径为,运行速度大小为,加速度大小为。下列选项正确的是( )
A. B. C. D.
9. 有以下物理过程:甲图中跳伞运动员匀速下落;乙图中水平地面上固定一光滑斜面B,物块A从B上由静止下滑:丙图中小球先自由下落然后把弹簧压缩到最低点;丁图为不计任何阻力和定滑轮质量时,A加速下落,B加速上升过程中。关于这几个物理过程,下列判断正确的是( )
A. 甲图中跳伞运动员的机械能守恒
B. 乙图中物块A的机械能守恒
C. 丙图中小球机械能守恒
D. 丁图中A、B组成的系统机械能守恒
10. 如图所示,摆球质量为m,悬线长度为L,把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球从A点运动到B点的过程中空气阻力的大小不变,则在此过程中( )
A. 重力的瞬时功率先增大后减小 B. 重力的瞬时功率在不断增大
C. 空气阻力做功为 D. 空气阻力做功为
11. 对无人驾驶汽车的测试过程中,质量为2t汽车在水平路面上以恒定加速度a=2.5m/s2启动,其v-t图像如图所示,其中OA段和BC段为直线。已知汽车动力系统的额定功率为P=75kW,所受阻力大小恒为f=2500N,关于汽车的运动以下说法正确的是( )
A. 最大速度v2=25m/s
B. 匀加速阶段的末速度v1=10m/s
C. 匀加速阶段的牵引力F1=5000N
D. 当速度为20m/s时,加速度大小是0.625m/s2
二、填空题(每空2分,共18分)
12. 用如图甲所示的向心力演示器探究向心力的表达式,已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为。
(1)在这个实验中,利用了__________来探究向心力的大小与小球质量、角速度和半径之间的关系。
A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法
(2)探究向心力大小与质量的关系时,选择两个质量__________(选填“相同”或“不同”)的小球,分别放在挡板__________(选填“A”或“B”)和挡板C处。
(3)如图乙所示,一类似于实验装置的皮带传动装置,A、B、C三点到各自转轴的距离分别为、、,已知,若在传动过程中,皮带不打滑。则A点与C点的角速度之比__________,B点与C点的向心加速度大小之比__________。
13.
(1)卡文迪什利用如图1所示的扭秤实验装置测量了引力常量,横梁一端固定有一质量为m、半径为r的均匀铅球A,旁边有一质量为m、半径为r的相同铅球B,A、B两球表面的最近距离为L,两球间的万有引力大小为F。则可以表示出引力常量G=______。
(2)在下列的实验中,与“卡文迪什扭秤实验”中测量微小量的思想方法最相近的是______。(选填“甲”“乙”或“丙”)
(3)宇航员登上半径为R的未知天体,现要测得该天体质量,宇航员用如图2甲所示装置做了如下实验:悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝,当悬线摆至电热丝处时被烧断,小球由于惯性飞出做平抛运动。现拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片,合成后的照片如图2乙所示。a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置,已知照相机连续拍照的时间间隔为0.10s,照片中坐标为物体运动的实际距离,已知引力常量为G,则:
①由乙实验数据,可推算出该星球表面的重力加速度g为_____m/s2;(保留两位有效数字)
②该星球质量为______。(用G、R、g表示)
三、计算题(本大题有3个小题,共32分。解答应有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的,答案中必须写出数值和单位。)
14. 一质量m=1.0kg的物体静止在水平地面上,t=0时,用一大小为20N、与水平方向成θ=37°斜向右下方力F推物体,使物体沿水平地面做匀加速直线运动。已知物体与地面间动摩擦因数μ=0.5。重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)物体的加速度大小a;
(2)前2.0s内力F对物体做的功;
(3)t=2.0s时,力F的瞬时功率P。
15. 现在很多健身设备智能化,一种自动计数的呼啦圈深受人们欢迎,如图甲,腰带外侧带有轨道,轨道内有一滑轮,滑轮与细绳连接,细绳的另一端连接配重,其模型简化如图乙所示,已知配重质量1kg,绳长为0.3m,悬挂点到腰带中心的距离为0.12m,水平固定好腰带,通过人体微小扭动,使配重在水平面内做匀速圆周运动。不计一切阻力,绳子与竖直方向夹角,配重距离地面高度为0.8m,,,,求:
(1)绳的拉力大小;
(2)配重在轨道中圆周运动的角速度的大小;
(3)若配重球不慎脱落,脱落后平抛的水平距离。
16. 如图所示,水平轨道AB长度L=1.0m,左端连接半径为R=0.5m的光滑圆弧轨道,右端连接水平传送带,AB与传送带的上表面等高,三段之间都平滑连接。一个质量m=1.0kg的物块(可视为质点),从圆弧上方距AB平面H高处由静止释放,恰好切入圆弧轨道,经过AB冲上静止的传送带,物块恰好停在C端。已知物块与AB、BC段的动摩擦因数分别为,BC长度L2=2.0m,取g=10m/s2,不计空气阻力。求:
(1)H的大小;
(2)物块第一次经过圆弧轨道最低点A时,轨道对物块的支持力大小;
(3)如果传送带以速度v=2.4m/s逆时针转动,则物块最后停止的位置到A点的距离x;
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银川二中2025-2026学年第二学期高一年级期中考试
物理试题
注意事项:
1、本试卷共16小题,满分100分。考试时间为75分钟。
2、答案写在答题卡上的指定位置。考试结束后,交回答题卡。
一、选择题(本题共11小题,共50分。1-8题每题只有一项符合题目要求,每小题4分,9-11题每题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)。
1. 如图所示,甲、乙、丙图表示物体在力F的作用下水平发生了一段位移L,设这三种情形下力F和位移L的大小都是一样,三种情况拉力做功的大小关系为( )
A. W甲>W乙>W丙 B. W甲>W乙=W丙
C. W甲=W乙=W丙 D. W甲=W丙>W乙
【答案】C
【解析】
【详解】根据恒力做功公式
可得三种情况下力做功的大小分别为 , ,
可知三种情况拉力做功的大小关系为
故选C。
2. “指尖篮球”是篮球爱好者喜欢的一种运动。如图所示,将篮球放在指尖上,轻轻一拨,篮球就在指尖上稳定旋转。关于图示中Q、P两点的运动,下列说法正确的有( )
A. Q点的角速度比P点的大 B. Q点的线速度比P点的小
C. P点的周期比Q点的小 D. P点的向心加速度比Q点的小
【答案】D
【解析】
【详解】A.篮球就在指尖上稳定旋转,P、Q两点相同时间转过相同的角度,故角速度相等,故A错误;
B.根据
因,故,故B错误;
C.根据
因两点的角速度相同,故两点的周期相等,故C错误;
D.根据
两点角速度相等,且,故,故D正确。
故选D。
3. 下面四幅图用曲线运动知识描述正确的是( )
A. 图甲,制作棉花糖时,糖水因为受到离心力而被甩出去
B. 图乙,火车轨道的外轨略高于内轨,火车拐弯时可能不挤压内外轨道
C. 图丙,自行车在赛道上做匀速圆周运动,其所受的合外力为零
D. 图丁,在一座凹形桥的最低点,汽车对桥面的压力小于汽车的重力
【答案】B
【解析】
【详解】A.图甲,制作棉花糖时,由于供需不平衡,沿半径方向的合力小于所需要的向心力,糖水做离心运动而被甩出去,而离心力是一种效果力,实际受力分析时不存在,即不能够认为糖水受到离心力,故A错误;
B.火车轨道的外轨略高于内轨,令倾角为,当速度满足时,火车拐弯时不挤压内外轨道,故B正确;
C.图丙,自行车在赛道上做匀速圆周运动,由所受外力的合力提供向心力,则其所受的合外力不为零,故C错误;
D.图丁,在一座凹形桥的最低点,根据牛顿第二定律有
根据牛顿第三定律有
解得
可知,汽车对桥面的压力大于汽车的重力,故D错误。
故选B。
4. 我国计划于2028年前后发射“天问三号”火星探测系统,实现火星取样返回。其轨道器将环绕火星做匀速圆周运动,轨道半径约3750km,轨道周期约2h。引力常量G取6.67 × 10-11N⋅m2/kg2,根据以上数据可推算出火星的( )
A. 质量 B. 体积 C. 逃逸速度 D. 自转周期
【答案】A
【解析】
【详解】轨道器绕火星做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,可得
A.题中已知的物理量有轨道半径r,轨道周期T,引力常量G,可推算出火星的质量,故A正确;
B.若想推算火星的体积和逃逸速度,则还需要知道火星的半径r,故BC错误;
D.根据上述分析可知,不能通过所提供物理量推算出火星的自转周期,故D错误。
故选A。
5. 如图所示,哈雷彗星绕太阳运行的轨迹为椭圆,、 分别为椭圆的长轴和短轴。哈雷彗星的运行周期为76年。只考虑太阳对哈雷彗星的作用力,则哈雷彗星( )
A. 从 点运动到 点的时间为38年 B. 从 点运动到 点的过程中速率增大
C. 在 点的加速度大于 点的加速度 D. 在 点的机械能大于 点的机械能
【答案】C
【解析】
【详解】AB.哈雷彗星在近日点附近运动快,在远日点附近运动慢,因此从d点运动到c点的时间小于38年,从a点运动到b点的过程中速率减小,故A、B错误;
C.由,得哈雷彗星在近日点的加速度大,故C正确;
D.哈雷彗星运动过程中只有太阳对它的万有引力做功,机械能不变,故D错误。
故选C。
6. 如图所示,水平地面上固定着三个内壁光滑的容器甲、乙、丙。其中甲的内表面为半球面,乙的内表面为圆锥面,丙为喇叭面。三个容器中均有两个完全相同且可视为质点的小球贴着内壁在水平面内做匀速圆周运动,则下列说法正确的是( )
A. 容器甲中,上面小球的角速度较小
B. 容器乙中,上面小球的加速度较大
C. 容器丙中,两小球的周期相等
D. 容器丙中,上面小球的角速度较小
【答案】D
【解析】
【详解】A.在甲容器中,设甲容器对小球的弹力方向与竖直方向的夹角为,根据牛顿第二定律有
解得
其中h为球心到圆周轨迹平面的距离,由于上面小球的圆周平面到球心更近,所以上面小球的角速度比较大,故A错误;
B.在容器乙中,设容器乙对小球的弹力方向与竖直方向的夹角为,根据牛顿第二定律有
解得
在容器乙中两处的相等,故两小球的加速度一样大,故B错误;
CD.在丙容器中,设切线与水平面的夹角,根据牛顿第二定律有
解得
上面小球所在的轨道半径更大,小,即小,所以上面小球的角速度更小;根据
可知上面小球的周期更大,故C错误,D正确。
故选D。
7. 2024年3月20日,探月工程四期鹊桥二号中继星在文昌航天发射场发射升空,踏上奔月征途。其运动轨迹如图所示,已知远月点B与月球中心的距离约为近月点C与月球中心距离的9倍,地球半径约是月球半径的k倍,地球质量约是月球质量的p倍。下列说法正确的是( )
A. 鹊桥二号在B点由地月转移轨道进入环月轨道时须加速
B. 鹊桥二号在C、B两点受到月球引力之比约为9∶1
C. 地球第一宇宙速度与月球第一宇宙速度比值约为
D. 地面重力加速度与月面重力加速度的比值约为
【答案】C
【解析】
【详解】A.鹊桥二号在地月转移轨道时做近心运动,合外力要大于向心力,故必须减速,降低轨道半径,才能顺利进入环月轨道,故A错误;
B.鹊桥二号所受到月球的万有引力为
则鹊桥二号在C、B两点受到月球引力之比约为,故B错误;
C.某卫星贴着某星球表面做匀速圆周运动,其运行的速度即为该星球的第一宇宙速度,则有
解得
则地球第一宇宙速度与月球第一宇宙速度比值约为,故C正确;
D.在某星球表面,根据万有引力等于重力,则有
解得
则地面重力加速度与月面重力加速度的比值约为,故D错误。
故选C。
8. 两种卫星绕地球运行的轨道如图,设地球半径为,地球赤道上的物体随地球自转的速度大小为,加速度大小为;近地卫星的轨道半径近似为,运行速度大小为,加速度大小为;地球静止卫星的轨道半径为,运行速度大小为,加速度大小为。下列选项正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】BD.卫星绕地球做匀速圆周运动,由万有引力提供向心力可得
可得,
则有,,故B正确,D错误;
AC.地球赤道上的物体与静止卫星的角速度相等,根据,
可得,
则有,故AC错误。
故选B。
9. 有以下物理过程:甲图中跳伞运动员匀速下落;乙图中水平地面上固定一光滑斜面B,物块A从B上由静止下滑:丙图中小球先自由下落然后把弹簧压缩到最低点;丁图为不计任何阻力和定滑轮质量时,A加速下落,B加速上升过程中。关于这几个物理过程,下列判断正确的是( )
A. 甲图中跳伞运动员的机械能守恒
B. 乙图中物块A的机械能守恒
C. 丙图中小球机械能守恒
D. 丁图中A、B组成的系统机械能守恒
【答案】BD
【解析】
【详解】A.甲图中跳伞运动员匀速下落,动能不变,重力势能减小,运动员的总机械能减少,A错误;
B.乙图中斜面固定且光滑,没有摩擦力,物块A下滑时,支持力不做功,只有重力做功,因此A的机械能守恒,B正确;
C.丙图中,小球压缩弹簧过程中,弹簧弹力对小球做负功,小球的机械能转化为弹簧的弹性势能,小球的机械能不守恒(小球和弹簧组成的系统才守恒),C错误;
D.丁图中,不计任何阻力和定滑轮质量,对A、B组成的系统,绳子拉力是内力,总功为零,只有重力做功,因此系统的机械能守恒,D正确。
故选BD 。
10. 如图所示,摆球质量为m,悬线长度为L,把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球从A点运动到B点的过程中空气阻力的大小不变,则在此过程中( )
A. 重力的瞬时功率先增大后减小 B. 重力的瞬时功率在不断增大
C. 空气阻力做功为 D. 空气阻力做功为
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.摆球下落过程中,竖直方向速度先增大后减小,故重力做功的功率先增大后减小,故A正确,B错误;
CD.空气阻力大小不变,方向始终与速度方向相反,故空气阻力做功为,故C正确,D错误。
故选AC。
11. 对无人驾驶汽车的测试过程中,质量为2t汽车在水平路面上以恒定加速度a=2.5m/s2启动,其v-t图像如图所示,其中OA段和BC段为直线。已知汽车动力系统的额定功率为P=75kW,所受阻力大小恒为f=2500N,关于汽车的运动以下说法正确的是( )
A. 最大速度v2=25m/s
B. 匀加速阶段的末速度v1=10m/s
C. 匀加速阶段的牵引力F1=5000N
D. 当速度为20m/s时,加速度大小是0.625m/s2
【答案】BD
【解析】
【详解】A.当汽车以最大速度行驶时,则有牵引力等于阻力,所以汽车的最大速度为,故A错误;
BC.汽车匀加速启动过程,根据牛顿第二定律可得
匀加速阶段的末速度为
联立解得,,故B正确,C错误;
D.当汽车的速度为20m/s时,汽车处于额定功率启动过程,此时汽车的牵引力为
根据牛顿第二定律可得
解得,故D正确。
故选BD。
二、填空题(每空2分,共18分)
12. 用如图甲所示的向心力演示器探究向心力的表达式,已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为。
(1)在这个实验中,利用了__________来探究向心力的大小与小球质量、角速度和半径之间的关系。
A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法
(2)探究向心力大小与质量的关系时,选择两个质量__________(选填“相同”或“不同”)的小球,分别放在挡板__________(选填“A”或“B”)和挡板C处。
(3)如图乙所示,一类似于实验装置的皮带传动装置,A、B、C三点到各自转轴的距离分别为、、,已知,若在传动过程中,皮带不打滑。则A点与C点的角速度之比__________,B点与C点的向心加速度大小之比__________。
【答案】 ①. C ②. 不同 ③. A ④. ⑤.
【解析】
【详解】(1)[1] 本实验采用的科学方法是控制变量法,故选C。
(2)[2] [3]探究向心力大小与质量的关系时,两小球的质量应不同,而旋转半径应相同,故分别放在挡板A和挡板C处。
(3)[4]因为皮带不打滑,所以A点与C点的线速度相等,即
则
所以
[5]而B点与A点的角速度相同,则B点与C点的向心加速度大小之比为
13.
(1)卡文迪什利用如图1所示的扭秤实验装置测量了引力常量,横梁一端固定有一质量为m、半径为r的均匀铅球A,旁边有一质量为m、半径为r的相同铅球B,A、B两球表面的最近距离为L,两球间的万有引力大小为F。则可以表示出引力常量G=______。
(2)在下列的实验中,与“卡文迪什扭秤实验”中测量微小量的思想方法最相近的是______。(选填“甲”“乙”或“丙”)
(3)宇航员登上半径为R的未知天体,现要测得该天体质量,宇航员用如图2甲所示装置做了如下实验:悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝,当悬线摆至电热丝处时被烧断,小球由于惯性飞出做平抛运动。现拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片,合成后的照片如图2乙所示。a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置,已知照相机连续拍照的时间间隔为0.10s,照片中坐标为物体运动的实际距离,已知引力常量为G,则:
①由乙实验数据,可推算出该星球表面的重力加速度g为_____m/s2;(保留两位有效数字)
②该星球质量为______。(用G、R、g表示)
【答案】(1)
(2)乙 (3) ①. 8.0 ②.
【解析】
【小问1详解】
根据万有引力定律可得
所以
【小问2详解】
卡文迪什扭秤实验采用微小量放大的实验思想,而甲图研究力的合成的规律采用等效替代法,探究加速度与力、质量的关系采用控制变量法,观察桌面的形变采用微小量放大法。
故选乙。
【小问3详解】
[1]小球在水平方向做匀速直线运动,由图可知,ab、bc水平位移相等,则所用时间相等,设时间间隔为T,图中一小格长为l,则竖直方向,有
代入数据解得
[2]根据万有引力与重力的关系
所以
三、计算题(本大题有3个小题,共32分。解答应有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的,答案中必须写出数值和单位。)
14. 一质量m=1.0kg的物体静止在水平地面上,t=0时,用一大小为20N、与水平方向成θ=37°斜向右下方力F推物体,使物体沿水平地面做匀加速直线运动。已知物体与地面间动摩擦因数μ=0.5。重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)物体的加速度大小a;
(2)前2.0s内力F对物体做的功;
(3)t=2.0s时,力F的瞬时功率P。
【答案】(1)5m/s2
(2)160J (3)160W
【解析】
【小问1详解】
物体受力分析,根据牛顿第二定律,水平方向,有
竖直方向,有
联立解得
【小问2详解】
根据运动学公式可得
前2.0s内力F对物体做的功
【小问3详解】
t=2.0s时,物体的速度大小为
根据瞬时功率定义可得
15. 现在很多健身设备智能化,一种自动计数的呼啦圈深受人们欢迎,如图甲,腰带外侧带有轨道,轨道内有一滑轮,滑轮与细绳连接,细绳的另一端连接配重,其模型简化如图乙所示,已知配重质量1kg,绳长为0.3m,悬挂点到腰带中心的距离为0.12m,水平固定好腰带,通过人体微小扭动,使配重在水平面内做匀速圆周运动。不计一切阻力,绳子与竖直方向夹角,配重距离地面高度为0.8m,,,,求:
(1)绳的拉力大小;
(2)配重在轨道中圆周运动的角速度的大小;
(3)若配重球不慎脱落,脱落后平抛的水平距离。
【答案】(1)12.5N
(2)
(3)0.6m
【解析】
【小问1详解】
对配重进行受力分析,根据共点力平衡,在竖直方向上有
解得绳的拉力大小为
【小问2详解】
由题知,配重做匀速圆周运动,根据几何关系有
配重受到的合外力提供向心力,则有
解得
【小问3详解】
配重球不慎脱落后做平抛运动,在竖直方向上有
解得
平抛的初速度为
平抛的水平距离为
16. 如图所示,水平轨道AB长度L=1.0m,左端连接半径为R=0.5m的光滑圆弧轨道,右端连接水平传送带,AB与传送带的上表面等高,三段之间都平滑连接。一个质量m=1.0kg的物块(可视为质点),从圆弧上方距AB平面H高处由静止释放,恰好切入圆弧轨道,经过AB冲上静止的传送带,物块恰好停在C端。已知物块与AB、BC段的动摩擦因数分别为,BC长度L2=2.0m,取g=10m/s2,不计空气阻力。求:
(1)H的大小;
(2)物块第一次经过圆弧轨道最低点A时,轨道对物块的支持力大小;
(3)如果传送带以速度v=2.4m/s逆时针转动,则物块最后停止的位置到A点的距离x;
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)由动能定理可知
解得
(2)由动能定理可得
解得
根据牛顿第二定律
可得
(3)传送带逆时针转动时,物体到达点时速度为零,反向加速,根据动能定理有
解得
之后,物体在传送带上匀速运动,滑上AB段,根据动能定理有
解得
所以物体滑到圆弧轨道后,返回,最终停在距点的距离为
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