精品解析:长春市实验中学2025-2026学年度第二学期5月月考 高一物理试题
2026-06-09
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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-阶段检测 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 吉林省 |
| 地区(市) | 长春市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.13 MB |
| 发布时间 | 2026-06-09 |
| 更新时间 | 2026-06-09 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-09 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58274402.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
长春市实验中学2025-2026学年下学期第二学程考试
高一物理试卷
考试时间:75分钟 分值:100分
第Ⅰ卷 选择题(46分)
一、选择题本题共10小题,在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,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. 下列关于动能和动量的说法正确的是( )
A. 物体的动量发生变化,动能也一定变化
B. 物体的速率改变,物体的动能和动量不一定都变
C. 两个物体质量相等,动量大的物体其动能也一定大
D. 做匀速圆周运动的物体,在任何相等的时间内动量的变化量都相同
2. 图甲是首钢滑雪大跳台又称“雪飞天”,是北京2022年冬奥会自由式滑雪和单板滑雪比赛场地,苏翊鸣和谷爱凌在此圆梦冠军。为研究滑雪运动员的运动情况,建立如图乙所示的模型。两个滑雪运动员A、B分别从斜面顶端O点沿水平方向飞出后,A落在斜面底端,B落在斜面的中点,不计空气阻力,则( )
A. 运动员A、B在空中飞行的时间之比为2∶1
B. 运动员A、B到达斜面时的速度之比为
C. 运动员A、B从斜面顶端水平飞出的速度之比为2∶1
D. 运动员A、B到达斜面时速度方向与水平方向夹角的正切值之比为
3. 2025年10月31日,神舟二十一号载人飞船成功发射,若飞船升空后先进入近地圆轨道,之后在近地点P点点火进入椭圆轨道,然后在远地点Q点点火进入空间站圆轨道,下列说法正确的是( )
A. 飞船在空间站圆轨道上运动速度大于第一宇宙速度
B. 飞船从椭圆轨道上P点运动到Q点的过程中,机械能增加
C. 飞船从椭圆轨道进入空间站圆轨道,需要在Q点点火加速
D. 飞船在椭圆轨道上的运动周期小于在近地圆轨道上的运动周期
4. 滑板比赛中部分场景简化如图所示,选手和滑板总质量为,以速度从高度处平台末端水平飞出,并在空中保持同一姿态落在水平地面上。忽略空气阻力,取重力加速度为,下列说法正确的是( )
A. 选手和滑板在空中相等时间内动能变化相等
B. 选手和滑板在空中相等时间内动量变化相同
C. 选手和滑板着地前瞬间重力的瞬时功率为
D. 选手和滑板着地前瞬间动量大小为
5. 当前我国新能源汽车销量达到世界汽车的34.5%的份额,事业发展迅猛,某国产新能源汽车的质量为m,在水平路面上由静止开始启动,其图像如图所示,已知时间内为过原点的直线,时刻速度为,功率达到额定功率,此后保持额定功率不变,在时刻达到最大速度后做匀速运动。汽车运动中阻力f大小恒定,下列说法正确的是( )
A. 时刻以后,汽车的牵引力为零
B. 至,汽车加速度和速度都增大
C. 汽车的额定功率为
D. 汽车的最大速度为
6. 物理与生活息息相关,以下是人教版高中物理必修二教科书中的四幅插图,下列有关说法中正确的是( )
A. 甲图,是牛顿测定引力常量的实验运用了放大法测微小量
B. 乙图,汽车上坡时为了获得更大的牵引力司机应换成高速挡
C. 丙图,火车转弯超过规定速度行驶时,内轨对轮缘会有挤压作用
D. 丁图,物体沿曲面运动时,重力做的功与路径无关
7. 某快递公司分拣快件的水平传输装置示意图如图,皮带在电动机的带动下保持v=1m/s的恒定速度顺时针转动,现将一质量为m=2kg的邮件轻放在皮带上,邮件和皮带间的动摩擦因数μ=0.5,设皮带足够长,取g=10m/s2,在邮件与皮带发生相对滑动的过程中( )
A. 皮带对邮件的摩擦力和邮件对皮带的摩擦力是一对平衡力
B. 皮带对邮件做的功和邮件对皮带做的功大小相等
C. 因摩擦而产生的热量为2J
D. 相比于没有邮件的情况,电机多消耗的电能为2J
8. 我国科学家利用天眼观测到一颗宜居行星,这是迄今为止发现的最像地球的行星,这颗行星的直径是地球的a倍,质量是地球的b倍。已知近地卫星绕地球运动的周期为T,引力常量为G。则( )
A. 宜居行星的密度为
B. 宜居行星的密度为
C. 地球的密度为
D. 地球的密度为
9. 游乐场滑索项目的简化模型如图所示,索道AB段光滑,A点比B点高1.25m,与AB段平滑连接的BC段粗糙,长4m。质量为50kg的滑块从A点由静止下滑,到B点进入水平减速区,在C点与缓冲墙发生碰撞,反弹后在距墙1m的D点停下。设滑块与BC段间的动摩擦因数为0.2,规定向右为正方向。g取10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 缓冲墙对滑块的冲量为-50N·s
B. 缓冲墙对滑块的冲量为-250N·s
C. 缓冲墙对滑块做的功为-125J
D. 缓冲墙对滑块做的功为-250J
10. 长为L的轻杆可绕O在竖直平面内无摩擦转动,质量为M的小球A固定于杆端点,质量为m的小球B固定于杆中点,且M=2m,重力加速度为g,不计空气阻力,开始杆处于水平,由静止释放,当杆转到竖直位置时( )
A. 球A瞬时速度是球B瞬时速度的2倍
B. 球A在最低点速度
C. O和B之间杆的拉力大于B和A之间杆的拉力
D. 轻杆对球B做功mgL
第Ⅱ卷 非选择题(54分)
二、非选择题(本题共5小题,共54分)
11. 在“研究小球平抛运动”的实验中:
(1)如图甲所示的演示实验中,A、B两球同时落地,说明________;
A. 平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动
B. 平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动
C. 平抛运动的轨迹是一条抛物线
(2)该同学用频闪照相机拍摄到小球做平抛运动照片如图乙所示,图中背景正方形方格的边长为,、、是小球的三个位置,取,由照片可知,频闪照相机的频闪周期________,小球做平抛运动的水平初速度________,小球经过B点时的速度________(结果均保留一位小数)。
12. 图1所示,用重物自由下落的方法验证机械能守恒定律。
(1)实验装置中所用打点计时器应接___________电源(只需填A或B)。
A. 交流 B. 直流
(2)实验时,应___________(只需填A或B)。
A. 先松开纸带后接通电源 B. 先接通电源后松开纸带
(3)如图2是某小组得到的一条纸带(OA部分有折叠),A、B、C三点上方的数据表示该点到起点O之间的距离,单位是cm,已知相邻两点间的时间间隔为0.02 s,实验中重物质量为0.50 kg,g取9.8 m/s2。则从起点O到点B的过程中,重物重力势能的减小量___________J,动能的增加量___________J;(结果均保留三位有效数字)
(4)某同学通过实验,对多条纸带进行数据处理,结果发现重物重力势能的减小量总是大于动能的增加量,其可能的原因是___________。
A. 释放纸带时纸带没有竖直 B. 当地太靠近北极,重力加速度偏大
C. 该同学使用的电源是直流电 D. 打点计时器两限位孔不在同一竖直线上
13. 在传统制作糍粑的过程中,质量的木槌从某一高度自由落下,刚接触糍粑时的速度大小,木槌与糍粑的相互作用时间,重力加速度。
(1)求木槌刚接触糍粑时动量大小。
(2)若打击糍粑后木槌速度变为且方向竖直向上,求此过程中糍粑对木槌的平均作用力大小。
14. 如图所示,质量为的甲球静止在光滑的水平地面上,另一直径相同质量的乙球,以的速度与甲球发生正面碰撞,碰撞后乙球以的速率被反向弹回,求:
(1)碰撞后甲球的速度大小;
(2)碰撞过程系统损失的机械能。
15. 如图所示,竖直面内光滑圆弧轨道最低点C与水平面平滑连接,圆弧轨道半径为R,圆心角60°,水平面上B点左侧光滑,右侧粗糙。一根轻弹簧放在水平面上,其左端连接在固定挡板上,右端自由伸长到B点。现将质量为m的物块放在水平面上,并向左压缩弹簧到位置A,由静止释放物块,物块被弹开后刚好不滑离圆弧轨道,物块与BC段间的动摩擦因数为0.5,BC段的长度也为R,重力加速度为g,物体视为质点。求:
(1)物块运动到圆弧轨道C点时,轨道对物块的支持力大小;
(2)物块最终停下的位置离C点的距离;
(3)调整弹簧的压缩量,物块由静止释放恰能到达与O点等高的高度,则弹簧的最大弹性势能为多大。
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长春市实验中学2025-2026学年下学期第二学程考试
高一物理试卷
考试时间:75分钟 分值:100分
第Ⅰ卷 选择题(46分)
一、选择题本题共10小题,在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,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. 下列关于动能和动量的说法正确的是( )
A. 物体的动量发生变化,动能也一定变化
B. 物体的速率改变,物体的动能和动量不一定都变
C. 两个物体质量相等,动量大的物体其动能也一定大
D. 做匀速圆周运动的物体,在任何相等的时间内动量的变化量都相同
【答案】C
【解析】
【详解】A.物体的动量发生变化,可能仅为速度方向改变、速度大小不变,则物体的动能不变,故A错误;
B.物体的速率改变即速度大小改变,因此物体的动能和动量一定都变化,故B错误;
C.根据可知,两物体质量相等时,动量大的物体动能一定大,故C正确;
D.匀速圆周运动的合力(向心力)方向时刻改变,相等时间内合力的冲量(矢量)方向不同,根据动量定理,动量变化量等于合外力冲量,因此相等时间内动量变化量不相同,故D错误。
故选C。
2. 图甲是首钢滑雪大跳台又称“雪飞天”,是北京2022年冬奥会自由式滑雪和单板滑雪比赛场地,苏翊鸣和谷爱凌在此圆梦冠军。为研究滑雪运动员的运动情况,建立如图乙所示的模型。两个滑雪运动员A、B分别从斜面顶端O点沿水平方向飞出后,A落在斜面底端,B落在斜面的中点,不计空气阻力,则( )
A. 运动员A、B在空中飞行的时间之比为2∶1
B. 运动员A、B到达斜面时速度之比为
C. 运动员A、B从斜面顶端水平飞出的速度之比为2∶1
D. 运动员A、B到达斜面时速度方向与水平方向夹角的正切值之比为
【答案】B
【解析】
【详解】A.滑雪运动员从O点飞出后做平抛运动,根据几何知识B落点的高度是A落点高度的一半,根据
得
A错误;
BCD.根据题意A、B做平抛运动得位移与水平方向夹角相等,则根据位移与水平方向夹角正切值有
得
则运动员A、B到达斜面时的速度之比
运动员A、B到达斜面时速度方向与水平方向夹角的正切值之比为
B正确,CD错误。
故选B
3. 2025年10月31日,神舟二十一号载人飞船成功发射,若飞船升空后先进入近地圆轨道,之后在近地点P点点火进入椭圆轨道,然后在远地点Q点点火进入空间站圆轨道,下列说法正确的是( )
A. 飞船在空间站圆轨道上运动速度大于第一宇宙速度
B. 飞船从椭圆轨道上P点运动到Q点的过程中,机械能增加
C. 飞船从椭圆轨道进入空间站圆轨道,需要在Q点点火加速
D. 飞船在椭圆轨道上的运动周期小于在近地圆轨道上的运动周期
【答案】C
【解析】
【详解】A.飞船绕地球做匀速圆周运动时,万有引力充当向心力,即
解得
可得绕行速度与绕行半径负相关。
又第一宇宙速度为贴着地面飞行时的速度,即最大绕行速度,大于飞船在空间站圆轨道上运动速度,故A错误;
B.飞船从转移轨道的P点运动到Q点的过程中,只有万有引力做功,所以飞船的机械能守恒,故B错误;
C.飞船从椭圆轨道进入空间站圆轨道,飞船做离心运动,需要增大速度,即在Q点点火加速,故C正确;
D.根据开普勒第三定律
在圆形轨道上有
可知,飞船在椭圆轨道上的运动周期大于在近地圆轨道上的运动周期,故D错误。
故选C。
4. 滑板比赛中部分场景简化如图所示,选手和滑板总质量为,以速度从高度处的平台末端水平飞出,并在空中保持同一姿态落在水平地面上。忽略空气阻力,取重力加速度为,下列说法正确的是( )
A. 选手和滑板在空中相等时间内动能变化相等
B. 选手和滑板在空中相等时间内动量变化相同
C. 选手和滑板着地前瞬间重力的瞬时功率为
D. 选手和滑板着地前瞬间动量大小为
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据动能定理可得,
选手和滑板在空中做平抛运动,则
则相等时间端内选手和滑板下降高度:
则选手和滑板在空中相等时间内动能变化量
可知相等时间内,选手和滑板在空中相等时间内动能变化逐渐增加,A错误;
B.根据动量定理,则选手和滑板在空中相等时间内动量变化相同,B正确;
C.选手和滑板着地前瞬间重力的瞬时功率为,C错误;
D.选手和滑板着地前瞬间速度大小为
可知动量大小为,D错误。
故选B。
5. 当前我国新能源汽车销量达到世界汽车的34.5%的份额,事业发展迅猛,某国产新能源汽车的质量为m,在水平路面上由静止开始启动,其图像如图所示,已知时间内为过原点的直线,时刻速度为,功率达到额定功率,此后保持额定功率不变,在时刻达到最大速度后做匀速运动。汽车运动中阻力f大小恒定,下列说法正确的是( )
A. 时刻以后,汽车的牵引力为零
B. 至,汽车的加速度和速度都增大
C. 汽车的额定功率为
D. 汽车的最大速度为
【答案】D
【解析】
【详解】A.时刻后汽车匀速运动,牵引力等于阻力,A错误;
B.阶段汽车保持额定功率不变,根据
速度增大时,牵引力减小,加速度也减小,汽车做加速度减小的加速运动,B错误;
C.汽车做匀加速直线运动,加速度
根据牛顿第二定律
可得牵引力
因此额定功率,C错误;
D.汽车达到最大速度时,牵引力等于阻力,满足
代入的表达式推导 ,D正确。
故选 D。
6. 物理与生活息息相关,以下是人教版高中物理必修二教科书中的四幅插图,下列有关说法中正确的是( )
A. 甲图,是牛顿测定引力常量的实验运用了放大法测微小量
B. 乙图,汽车上坡时为了获得更大的牵引力司机应换成高速挡
C. 丙图,火车转弯超过规定速度行驶时,内轨对轮缘会有挤压作用
D. 丁图,物体沿曲面运动时,重力做的功与路径无关
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲图中,卡文迪什测定引力常量的实验运用了放大法测微小量,故A错误;
B.乙图中,根据,可知在功率一定的情况下,汽车上坡时为了获得更大的牵引力,司机应换成低速挡,故B错误;
C.丙图中,火车转弯超过规定速度行驶时,火车有离心运动的趋势,所以外轨对外轮缘会有挤压作用,以帮助提供向心力,故C错误。
D.丁图中,物体沿曲面运动时,重力做的功跟路径无关,只与初末位置的高度差有关,故D正确。
故选D。
7. 某快递公司分拣快件的水平传输装置示意图如图,皮带在电动机的带动下保持v=1m/s的恒定速度顺时针转动,现将一质量为m=2kg的邮件轻放在皮带上,邮件和皮带间的动摩擦因数μ=0.5,设皮带足够长,取g=10m/s2,在邮件与皮带发生相对滑动的过程中( )
A. 皮带对邮件的摩擦力和邮件对皮带的摩擦力是一对平衡力
B. 皮带对邮件做的功和邮件对皮带做的功大小相等
C. 因摩擦而产生的热量为2J
D. 相比于没有邮件的情况,电机多消耗的电能为2J
【答案】D
【解析】
【详解】A.皮带对邮件的摩擦力、邮件对皮带的摩擦力是作用力与反作用力,分别作用在两个物体上,不是平衡力,故A错误;
B.邮件受滑动摩擦力加速,由牛顿第二定律
得加速度
邮件加速到与皮带共速的时间
此过程:邮件位移
皮带位移
滑动摩擦力
皮带对邮件做功大小
邮件对皮带做功大小,大小不相等,故B错误;
C.相对位移
摩擦生热,故C错误;
D.电机多消耗的电能等于邮件获得的动能与摩擦生热之和,邮件动能
因此总电能,故D正确。
故选D。
8. 我国科学家利用天眼观测到一颗宜居行星,这是迄今为止发现的最像地球的行星,这颗行星的直径是地球的a倍,质量是地球的b倍。已知近地卫星绕地球运动的周期为T,引力常量为G。则( )
A. 宜居行星的密度为
B. 宜居行星的密度为
C. 地球的密度为
D. 地球的密度为
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.对地球的近地卫星可得
解得
所以该行星的密度为,故B正确,A错误;
CD.对地球的近地卫星可得
解得
所以地球的密度为,故C正确,D错误。
故选BC。
9. 游乐场滑索项目的简化模型如图所示,索道AB段光滑,A点比B点高1.25m,与AB段平滑连接的BC段粗糙,长4m。质量为50kg的滑块从A点由静止下滑,到B点进入水平减速区,在C点与缓冲墙发生碰撞,反弹后在距墙1m的D点停下。设滑块与BC段间的动摩擦因数为0.2,规定向右为正方向。g取10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 缓冲墙对滑块的冲量为-50N·s
B. 缓冲墙对滑块的冲量为-250N·s
C. 缓冲墙对滑块做的功为-125J
D. 缓冲墙对滑块做的功为-250J
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.滑块从A滑到C,由动能定理有
解得
v1=3m/s
方向水平向右,碰后滑到D的过程,根据动能定理有
解得
v2=2m/s
方向水平向左。与墙碰撞过程应用动量定理(向右正)有
I= m(- v2)-mv1=-250N·s
故A错误,B正确;
CD.对碰撞过程应用动能定理有
解得
W=-125J
故C正确,D错误。
故选BC。
10. 长为L的轻杆可绕O在竖直平面内无摩擦转动,质量为M的小球A固定于杆端点,质量为m的小球B固定于杆中点,且M=2m,重力加速度为g,不计空气阻力,开始杆处于水平,由静止释放,当杆转到竖直位置时( )
A. 球A瞬时速度是球B瞬时速度的2倍
B. 球A在最低点速度为
C. O和B之间杆的拉力大于B和A之间杆的拉力
D. 轻杆对球B做功mgL
【答案】ABC
【解析】
【详解】ABD.在转动过程中,A、B两球的角速度相同,设球的速度为,B球的速度为,则有
以A、B和杆组成的系统机械能守恒,由机械能守恒定律得
联立可以求出,
设杆对A、B两球做功分别为,。根据动能定理,对A有
对B有
解得,
则轻杆对球A做正功,轻杆对球B做负功,AB正确,D错误;
C.当杆转到竖直位置时B的向心力向上,而
可知OB杆的拉力大于BA杆的拉力,C正确。
故选ABC。
第Ⅱ卷 非选择题(54分)
二、非选择题(本题共5小题,共54分)
11. 在“研究小球平抛运动”的实验中:
(1)如图甲所示的演示实验中,A、B两球同时落地,说明________;
A. 平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动
B. 平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动
C. 平抛运动的轨迹是一条抛物线
(2)该同学用频闪照相机拍摄到小球做平抛运动照片如图乙所示,图中背景正方形方格的边长为,、、是小球的三个位置,取,由照片可知,频闪照相机的频闪周期________,小球做平抛运动的水平初速度________,小球经过B点时的速度________(结果均保留一位小数)。
【答案】(1)A (2) ①. ②. ③.
【解析】
【小问1详解】
演示实验中,A、B两球同时落地,说明平抛运动在竖直方向与自由落体运动同步,即竖直分运动是自由落体运动。
水平方向是否匀速、轨迹是否为抛物线,本实验不能直接得出,需通过其他实验验证。
故选A。
【小问2详解】
[1]从到,小球水平位移
竖直方向位移
从到,小球水平位移
竖直方向位移
在竖直方向,做自由落体运动,连续相等时间内的位移差
代入解得(保留一位小数)
[2]在竖直方向,做匀速直线运动,有
代入解得(保留一位小数)
[3]水平分速度恒为
竖直分速度:根据匀变速直线运动,中间时刻的瞬时速度等于该段的平均速度。
从到的时间为,竖直位移
故点的竖直分速度
合速度
12. 图1所示,用重物自由下落的方法验证机械能守恒定律。
(1)实验装置中所用打点计时器应接___________电源(只需填A或B)。
A. 交流 B. 直流
(2)实验时,应___________(只需填A或B)。
A. 先松开纸带后接通电源 B. 先接通电源后松开纸带
(3)如图2是某小组得到的一条纸带(OA部分有折叠),A、B、C三点上方的数据表示该点到起点O之间的距离,单位是cm,已知相邻两点间的时间间隔为0.02 s,实验中重物质量为0.50 kg,g取9.8 m/s2。则从起点O到点B的过程中,重物重力势能的减小量___________J,动能的增加量___________J;(结果均保留三位有效数字)
(4)某同学通过实验,对多条纸带进行数据处理,结果发现重物重力势能的减小量总是大于动能的增加量,其可能的原因是___________。
A. 释放纸带时纸带没有竖直 B. 当地太靠近北极,重力加速度偏大
C. 该同学使用的电源是直流电 D. 打点计时器两限位孔不在同一竖直线上
【答案】(1)A (2)B
(3) ①. 1.89 ②. 1.87
(4)AD
【解析】
【小问1详解】
无论是电磁打点计时器还是电火花打点计时器,都需要接交流电源才能正常工作。
故选A。
【小问2详解】
实验操作规范要求先接通电源,待打点稳定后再松开纸带。
故选B。
【小问3详解】
[1]重力势能减小量
[2]根据匀变速直线运动规律,B点瞬时速度等于AC段的平均速度
动能增加量
【小问4详解】
重力势能减小量总大于动能增加量,根本原因是重物下落过程中受到阻力作用,部分重力势能用来克服阻力做功,机械能有损失。
A.纸带不竖直会增大纸带与限位孔的摩擦阻力,增大机械能损失,故A正确;
B.重力加速度的大小不改变“阻力导致机械能损失”的关系,不会造成该结果,故B错误;
C.若使用直流电,打点计时器无法正常打点,故C错误;
D.限位孔不在同一竖直线上,会增大纸带运动的阻力,增加机械能损失,故D正确。
故选AD。
13. 在传统制作糍粑的过程中,质量的木槌从某一高度自由落下,刚接触糍粑时的速度大小,木槌与糍粑的相互作用时间,重力加速度。
(1)求木槌刚接触糍粑时的动量大小。
(2)若打击糍粑后木槌速度变为且方向竖直向上,求此过程中糍粑对木槌的平均作用力大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
木槌刚接触糍粑时的动量大小
【小问2详解】
设竖直向下为正方向,木槌的末动量为
根据动量定理可得
代入数据解得
14. 如图所示,质量为的甲球静止在光滑的水平地面上,另一直径相同质量的乙球,以的速度与甲球发生正面碰撞,碰撞后乙球以的速率被反向弹回,求:
(1)碰撞后甲球的速度大小;
(2)碰撞过程系统损失的机械能。
【答案】(1);(2)30J
【解析】
【分析】
【详解】(1)对两球组成的系统,在碰撞过程中由动量守恒定律可得
其中
解得
即碰撞后甲球的速度大小为。
(2)根据能量守恒定律可得
解得
15. 如图所示,竖直面内光滑圆弧轨道最低点C与水平面平滑连接,圆弧轨道半径为R,圆心角60°,水平面上B点左侧光滑,右侧粗糙。一根轻弹簧放在水平面上,其左端连接在固定挡板上,右端自由伸长到B点。现将质量为m物块放在水平面上,并向左压缩弹簧到位置A,由静止释放物块,物块被弹开后刚好不滑离圆弧轨道,物块与BC段间的动摩擦因数为0.5,BC段的长度也为R,重力加速度为g,物体视为质点。求:
(1)物块运动到圆弧轨道C点时,轨道对物块的支持力大小;
(2)物块最终停下的位置离C点的距离;
(3)调整弹簧的压缩量,物块由静止释放恰能到达与O点等高的高度,则弹簧的最大弹性势能为多大。
【答案】(1)
(2)R (3)
【解析】
【小问1详解】
设物块第一次到达C点时的速度为v1,物块刚好能到达D点时速度为零,物块从C点运动到D点的过程,由机械能守恒定律得
解得
物块在C点时,由牛顿第二定律得
解得轨道对物块的支持力大小
【小问2详解】
设物块第一次从C点返回直到停止运动,在BC段上运动的路程为s,对物块运动的整个过程,根据能量守恒定律得
解得
因此,物块刚好停在B点,离C点的距离为R。
【小问3详解】
设物块运动到D点的速度为vD,压缩弹簧时,弹簧的最大弹性势能为,物块离开D点后做斜抛运动,在D点竖直方向的分速度为
从D点到最高点的过程,有
则得
根据能量守恒定律得
可得
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