内容正文:
沫若中学2025-2026学年高一下学期4月月考物理试卷
一.单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1. 人在水平地面上原地起跳时,先屈腿下蹲,然后突然蹬地向上加速,人的重心由静止开始加速上升的过程中,下列说法正确的是( )
A. 地面对人的支持力等于人的重力
B. 地面对人的支持力大于人的重力
C. 地面对人的支持力对人做正功
D. 人处于失重状态
【答案】B
【解析】
【详解】AB.人的重心加速上升,说明加速度方向向上,根据牛顿第二定律,地面对人的支持力必须大于重力,故A错误,B正确;
C.支持力作用点(脚与地面接触处)未发生位移,因此支持力不做功,故C错误;
D.加速度方向向上,人处于超重状态,故D错误。
故选B。
2. 如图是运动员在跳高比赛中的场景。关于运动员的能量,下列结论正确的是( )
A. 助跑过程中,动能保持不变
B. 助跑过程中,机械能总量保持不变
C. 起跳后的上升过程中,重力势能增大
D. 越过横杆后的下降过程中,动能保持不变
【答案】C
【解析】
【详解】AB.助跑过程中,运动员的质量不变,速度增大,因此运动员的动能增大;高度不变,运动员的重力势能不变,机械能是动能与重力势能之和,因此机械能增大,故AB错误;
C.起跳后的上升过程中,运动员的质量不变,高度增大,重力势能增大,故C正确;
D.越过横杆后的下降过程中,运动员的质量不变,速度增大,因此运动员的动能增大,故D错误。
故选C。
3. 如图所示,在世界山地极限运动会“高山斜面平抛精准赛”中,某运动员在固定倾角的高山斜面顶端,分别以、()的初速度将标准投掷器材(视为质点)水平抛出,投掷器材以抛出刚好落在斜面底端。若忽略空气阻力,两次投掷器材从抛出到落在斜面的过程中,下列说法正确的是( )
A. 运动时间
B. 水平位移
C. 落到斜面时重力的瞬时功率
D. 落到斜面时的速度与竖直方向的夹角
【答案】D
【解析】
【详解】A.由题可知,投掷器材以抛出时刚好落在斜面底端,且两次投掷器材都落在斜面上,因此投掷器材以抛出时的竖直位移大于投掷器材以抛出时的竖直位移,根据平抛运动竖直方向做自由落体运动,则有
解得
因此两次运动时间关系为,故A错误;
B.根据平抛运动水平方向做匀速直线运动可得
由于投掷器材平抛时的速度
运动时间
因此水平位移,故B错误;
C.投掷器材落到斜面上时竖直方向的速度
根据上述分析可知,投掷器材以抛出时所用时间大于抛出时所用的时间,因此
则重力的功率
因此落到斜面时重力的瞬时功率,故C错误;
D.设斜面的倾角为,落到斜面上时速度方向与竖直方向的夹角为,则有
由于斜面的倾角不变,因此落到斜面时的速度与竖直方向的夹角,故D正确。
故选D。
4. 对无人驾驶汽车的测试过程中,质量为2t的汽车在水平路面上以恒定加速度启动,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,所受阻力大小恒为,关于汽车的运动以下说法正确的是( )
A. 最大速度
B. 匀加速阶段的末速度
C. 匀加速阶段的牵引力
D. 当速度为20m/s时,加速度大小是
【答案】B
【解析】
【详解】A.当汽车以最大速度行驶时,则有
则汽车的最大速度为,故A错误;
BC.汽车匀加速启动过程,根据牛顿第二定律可得
解得
则匀加速阶段的末速度,故B正确,C错误;
D.当汽车的速度时,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错误。
故选B。
5. 如图所示,一轻质弹簧竖直固定在水平地面上,O为弹簧原长时上端的位置。一物块从A点由静止释放,落在弹簧上将弹簧压缩至最低点B。不计空气阻力,弹簧始终处于弹性限度内。下列说法正确的是( )
A. 从A到O的过程中,物块的机械能一直增大
B. 从O到B的过程中物块的机械能守恒
C. 从O到B的过程中,物块的重力势能和弹簧的弹性势能之和一直增大
D. 从O到B的过程中,物块的重力势能和弹簧的弹性势能之和先减小后增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.从A到O的过程中,只有重力对物块做功,物块的机械能不变,故A错误;
B.从O到B的过程中,物块要克服弹力做功,物块的机械能减少,故B错误;
CD.物块、弹簧组成的系统机械能守恒,则有
其中为物块的动能,为物块和弹簧的弹性势能之和,物块刚接触弹簧时,弹簧的弹力小于物块的重力,物块向下做加速运动,动能增大,则势能减小,当弹簧的弹力等于物块的重力时,物块的速度最大,动能最大,此时势能最小,此后物块减速向下运动,物块的动能减小,则势能增大,故C错误,D正确。
故选D。
6. 质量均为m的物体甲和乙,从静止开始做加速直线运动的a-t和a-x关系图象分别如图1、2所示。分析图象,则下列说法正确的是( )
A. 甲、乙的运动性质相同,加速度随时间都均匀增大
B. 甲、乙都做匀变速直线运动
C. 时刻甲的动能为
D. 乙运动到处的速度为
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.甲的加速度随时间均匀增大,乙的加速度随位移均匀增大,甲、乙的运动性质不相同,故A错误;
B.匀变速直线运动的加速度是恒定的,而甲、乙图象的加速度都不是恒定的,故B错误;
C.由加速度的定义
可得
速度的变化量等于加速度和时间的积累,则a-t图象与时间轴所围成的面积S表示速度的变化量,在时间内
结合
,
解得时刻甲的速度
进一步可得甲的动能
故C正确;
D.由匀变速直线运动的速度位移关系
可得
则a-x关系图象与x轴所围成的面积S表示速度平方差的一半,乙的初速度为0,则有
在过程中
所以
解得处乙的速度
故D错误。
故选C。
7. 一物体沿固定斜面从静止开始向下运动,经过时间滑至斜面底端。已知在物体运动过程中物体所受的摩擦力恒定。若用、v、s和E分别表示该物体的动能、物体的速度、位移和机械能,则下列图像中可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】B.设斜面的倾角为,根据牛顿第二定律
可知物体的加速度不变,物体做匀变速直线运动,则物体的速度为
故B错误;
A.物体的动能为
故A错误;
C.物体的位移为
故C错误;
D.物体的机械能为
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。每小题有多个选项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8. 如图所示,可视为质点的小球质量为m,轻质细线长为L,一端系于悬点O,另一端连接小球。把小球和悬线拉到水平位置且悬线绷直,由静止释放小球,小球运动过程中受到大小恒为f的阻力作用,该阻力的方向始终与运动方向相反,小球可视为质点,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A. 小球摆到最低点的动能为
B. 小球摆到最低点时的动能为
C. 下摆过程中,小球重力的功率先增大后减小
D. 下摆过程中,小球阻力的功率一直为零
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.小球由静止释放到最低点过程,根据动能定理有
解得小球摆到最低点时的动能为
故A错误,B正确;
C.小球竖直方向的速度先增大后减小,根据
可知重力功率先增大后减小,故C正确;
D.阻力的功率为
下落过程中速度逐渐增大,阻力大小不变,阻力的功率也逐渐增大,故D错误。
故选BC。
9. “嫦娥六号”降落月球前经过三次关键变轨,简化如图所示,“嫦娥六号”经环月椭圆轨道Ⅰ的Q点变轨进入距离月球表面高度为的圆轨道Ⅱ,再经圆轨道Ⅱ的Q点变轨到更低的椭圆轨道Ⅲ。在轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中经过Q点的速度大小分别为、、,加速度大小分别为、、,在圆轨道Ⅱ上运动的周期为,已知月球半径为,引力常量为,则( )
A.
B.
C. 月球质量
D. 月球平均密度
【答案】AD
【解析】
【详解】A.高轨道进入低轨道,在Q点要进行点火减速,所以,故A正确;
B.在Q点,由万有引力提供向心力
解得
可知不同轨道在Q点的加速度有,故B错误;
C.在Ⅱ轨道,由万有引力提供向心力
解得,故C错误;
D.月球平均密度
故D正确。
故选AD。
10. 如图所示,轻质弹簧的左端固定,并处于自然状态。小物块的质量为m,从A点向左沿水平地面运动,压缩弹簧后被弹回,向右运动到A点又恰好静止。物块向左运动的最大距离为s,与地面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,弹簧未超出弹性限度。在上述过程中 ( )
A. 弹簧的最大弹力为μmg
B. 物块克服摩擦力做的功为μmgs
C. 弹簧的最大弹性势能为μmgs
D. 物块在A点的初速度
【答案】CD
【解析】
【详解】A.物体向右运动时,当弹簧的弹力与滑动摩擦力大小相等时,即
时,速度最大,物体继续向右运动,弹簧继续伸长直到自然状态,所以弹簧的最大弹力大于μmg,A错误;
B.整个过程中,物块所受的摩擦力大小恒定,摩擦力一直做负功,则物块克服摩擦力做的功为2μmgs,错误B;
C.物体向右运动的过程,根据能量守恒定律得:弹簧的最大弹性势能
C正确;
D.设物块在A点的初速度为v0,对整个过程,利用动能定理得
可得
D正确。
故选CD。
三、非选择题(本题共5小题,共54分)
11. 在“探究向心力大小的表达式”实验中,所用向心力演示器如图a所示,图b是演示器部分原理示意图:其中皮带轮①、④的半径相同,轮②的半径是轮①的2倍,轮④的半径是轮⑤的2倍,两转臂上黑白格的长度相等。A、B、C为三根固定在转臂上的挡板,可与转臂上做圆周运动的实验球产生挤压,从而提供向心力,图a中的标尺1和2可以显示出两球所受向心力的大小关系。可供选择的实验球有:质量均为2m的甲球和乙球、质量为m的丙球。
(1)下列实验与本实验方法相同的是( )
A. 探究平抛运动的特点
B. 探究两个互成角度的力的合成规律
C. 探究加速度与力和质量的关系
(2)为探究向心力与圆周运动轨道半径的关系,实验时应选择甲球和_____球作为实验球;
(3)在某次实验中,一组同学把甲球和乙球分别放在A、C位置,将皮带处于塔轮的某一层上,匀速转动手柄时,左边标尺露出1个分格,右边标尺露出4个分格,则A、C位置处的小球转动所需的向心力之比为_____,A、C两个挡板角速度之比为_____。
【答案】(1)C (2)乙
(3) ①. 1:4 ②. 1:2
【解析】
【小问1详解】
探究向心力大小的表达式与探究加速度与力和质量的关系采用的都是控制变量法;故选C。
【小问2详解】
探究向心力与圆周运动轨道半径的关系应使两球质量相等,故应选择甲球和乙球作为实验球
【小问3详解】
[1]左右标尺露出的格数表示向心力的大小,故向心力之比为;
[2]皮带处于塔轮的某一层上,转动半径相同,两个小球质量相同,由向心力公式
可知A、C两个挡板角速度之比为。
12. 用打点计时器验证动能定理的实验中,使质量为m=1.00 kg的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点。现选取一条符合实验要求的纸带,如图乙所示,O为第一个点,A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出)。已知打点计时器每隔0.02 s打一个点,重力加速度g取9.80 m/s2。
(1)下列几个操作步骤中:
A.按照图甲所示,安装好实验装置
B.将打点计时器接到电源的“交流输出”上
C.先接通电源,后释放重物,纸带随重物运动,打点计时器在纸带上打下一系列点
D.测量纸带上某些点间的距离
E.根据测量的结果计算重物下落过程中重力做的功是否等于增加的动能
根据乙图所得数据,应选取图中O点和_______点来验证动能定理。
(2)从O点到第(1)问中所取的点,重物重力做的功W=_______J,动能的增加量ΔEk=_______J。(计算结果均保留三位有效数字)
(3)若测出纸带上所有各点到O点之间的距离,根据纸带算出各点的速度v及重物下落的高度h,则以为纵轴,以h为横轴画出的图像是下列图中的_______。
A. B. C. D.
【答案】(1)B (2) ①. 1.88 ②. 1.84 (3)A
【解析】
【小问1详解】
实验需要验证重物重力做功与重物动能增加量相等的关系,需要求出重物的速度,根据题图乙结合匀变速直线运动的推论,可以求出打B点时重物的瞬时速度,因此应取图中O点到B点来验证动能定理。
【小问2详解】
[1]O点到B点,重物重力做的功
[2]打B点时重物的瞬时速度
动能的增加量
【小问3详解】
重物下落过程,根据动能定理有
整理得
可知是一条过原点且斜率为正值的倾斜直线。
故选A。
13. 如图甲所示,质量的物体静止在光滑的水平面上,时刻物体受到一个变力F作用,时撤去力F,某时刻物体滑上倾角为的粗糙斜面。已知物体从开始运动到斜面最高点的图像如图乙所示,不计其他阻力,g取,。求:
(1)变力F做的功;
(2)物体从斜面底端滑到最高点过程中,克服摩擦力做功的平均功率;
(3)物体回到出发点的速度。
【答案】(1)64J;(2)16W;(3)
【解析】
【详解】(1)0~1s内,根据动能定理得
(2)由图乙可知,2~3s物体在斜面上运动,则物体在斜面上运动的距离
物体到达斜面时的速度,到达斜面最高点的速度为零,设物体克服摩擦力做的功为,根据动能定理得
代入数据解得
克服摩擦力做功的平均功率
(3)设物体重新到达斜面底端时的速度为,物体从斜面最高点滑到水平面的过程中,根据动能定理得
代入数据解得
14. 如图所示,某滑雪赛道由平直轨道AB、倾斜直轨道BC和圆弧轨道CDE构成。圆弧轨道的半径R=20m,O为圆心,D为圆弧轨道的最低点,OD竖直,OC与竖直方向的夹角α=370。某次比赛中,一总质量为60kg的运动员,从平直轨道末端B点以水平飞出,刚好无碰撞地从C点进入圆弧轨道,在D点时对轨道的压力大小为1080N。不计空气阻力,g取10m/s2,。求:
(1)运动员在C点时的速度大小vC;
(2)运动员从B到C下降的高度h;
(3)从C到D的过程中,运动员克服摩擦力所做的功W。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设运动员在点时的速度大小为,则
解得
【小问2详解】
设运动员在点竖直方向的速度为,则
解得
运动员从运动到过程中,在竖直方向做自由落体运动,则
解得
【小问3详解】
设运动员到点时的速度大小为,受到轨道的支持力大小为,则
设从到的过程中运动员克服摩擦力所做的功为,则
解得
15. 如图所示,装置由光滑的四分之一圆弧轨道、水平传送带组成,圆弧轨道和传送带在B点平滑连接。一质量为的滑块在圆弧轨道上距离B点高度为h的某处由静止释放,经过传送带,最后落地。已知滑块与传送带的动摩擦因数为,传送带长,圆弧轨道半径为,传送带一直向右做匀速运动,速度大小为,C端距地面的高度。(传送带的轮子半径很小,滑块可视为质点,其余阻力不计,g取)
(1)若小滑块全程匀速通过传送带,求滑块经过圆弧底端对轨道的压力。
(2)操作中发现,当滑块从距离B点高度为和之间下滑,最后都会落到地上同一点,求和。
(3)若滑块始终从A点释放,传送带的长度L可以在0到足够大之间调节(B点位置不变,C点位置可以左右调节),求滑块落地点至B点的水平距离x与传送带长度L之间的关系。(注:滑块运行期间传送带长度是不变的)
【答案】(1);(2),;(3)当,;当,
【解析】
【详解】(1)若小滑块全程匀速通过传送带,则滑块经过B点的速度恰好为,则
解得
由牛顿第三定律
故
(2)经分析可知,滑块经过B点的速度介于与之间时,经过传送带的加速或减速(极限为全程加速和全程减速),都可以以的速度离开C点而落到地上同一点。有
解得
,
根据动能定理
解得
,
(3)滑块始终从A点释放,到达B点的速度为
解得
经过分析,当传送带长度小于等于时,滑块全程减速,否则为先减速后以匀速,则
解得
故当时
当时
由平抛运动规律可知
解得
所以,当时,滑块落地点至B点的水平距离x为
当时,滑块落地点至B点的水平距离x为
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沫若中学2025-2026学年高一下学期4月月考物理试卷
一.单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1. 人在水平地面上原地起跳时,先屈腿下蹲,然后突然蹬地向上加速,人的重心由静止开始加速上升的过程中,下列说法正确的是( )
A. 地面对人的支持力等于人的重力
B. 地面对人的支持力大于人的重力
C. 地面对人的支持力对人做正功
D. 人处于失重状态
2. 如图是运动员在跳高比赛中的场景。关于运动员的能量,下列结论正确的是( )
A. 助跑过程中,动能保持不变
B. 助跑过程中,机械能总量保持不变
C. 起跳后的上升过程中,重力势能增大
D. 越过横杆后的下降过程中,动能保持不变
3. 如图所示,在世界山地极限运动会“高山斜面平抛精准赛”中,某运动员在固定倾角的高山斜面顶端,分别以、()的初速度将标准投掷器材(视为质点)水平抛出,投掷器材以抛出刚好落在斜面底端。若忽略空气阻力,两次投掷器材从抛出到落在斜面的过程中,下列说法正确的是( )
A. 运动时间
B. 水平位移
C. 落到斜面时重力的瞬时功率
D. 落到斜面时的速度与竖直方向的夹角
4. 对无人驾驶汽车的测试过程中,质量为2t的汽车在水平路面上以恒定加速度启动,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,所受阻力大小恒为,关于汽车的运动以下说法正确的是( )
A. 最大速度
B. 匀加速阶段的末速度
C. 匀加速阶段的牵引力
D. 当速度为20m/s时,加速度大小是
5. 如图所示,一轻质弹簧竖直固定在水平地面上,O为弹簧原长时上端的位置。一物块从A点由静止释放,落在弹簧上将弹簧压缩至最低点B。不计空气阻力,弹簧始终处于弹性限度内。下列说法正确的是( )
A. 从A到O的过程中,物块的机械能一直增大
B. 从O到B的过程中物块的机械能守恒
C. 从O到B的过程中,物块的重力势能和弹簧的弹性势能之和一直增大
D. 从O到B的过程中,物块的重力势能和弹簧的弹性势能之和先减小后增大
6. 质量均为m的物体甲和乙,从静止开始做加速直线运动的a-t和a-x关系图象分别如图1、2所示。分析图象,则下列说法正确的是( )
A. 甲、乙的运动性质相同,加速度随时间都均匀增大
B. 甲、乙都做匀变速直线运动
C. 时刻甲的动能为
D. 乙运动到处的速度为
7. 一物体沿固定斜面从静止开始向下运动,经过时间滑至斜面底端。已知在物体运动过程中物体所受的摩擦力恒定。若用、v、s和E分别表示该物体的动能、物体的速度、位移和机械能,则下列图像中可能正确的是( )
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,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8. 如图所示,可视为质点的小球质量为m,轻质细线长为L,一端系于悬点O,另一端连接小球。把小球和悬线拉到水平位置且悬线绷直,由静止释放小球,小球运动过程中受到大小恒为f的阻力作用,该阻力的方向始终与运动方向相反,小球可视为质点,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A. 小球摆到最低点的动能为
B. 小球摆到最低点时的动能为
C. 下摆过程中,小球重力的功率先增大后减小
D. 下摆过程中,小球阻力的功率一直为零
9. “嫦娥六号”降落月球前经过三次关键变轨,简化如图所示,“嫦娥六号”经环月椭圆轨道Ⅰ的Q点变轨进入距离月球表面高度为的圆轨道Ⅱ,再经圆轨道Ⅱ的Q点变轨到更低的椭圆轨道Ⅲ。在轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中经过Q点的速度大小分别为、、,加速度大小分别为、、,在圆轨道Ⅱ上运动的周期为,已知月球半径为,引力常量为,则( )
A.
B.
C. 月球质量
D. 月球平均密度
10. 如图所示,轻质弹簧的左端固定,并处于自然状态。小物块的质量为m,从A点向左沿水平地面运动,压缩弹簧后被弹回,向右运动到A点又恰好静止。物块向左运动的最大距离为s,与地面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,弹簧未超出弹性限度。在上述过程中 ( )
A. 弹簧的最大弹力为μmg
B. 物块克服摩擦力做的功为μmgs
C. 弹簧的最大弹性势能为μmgs
D. 物块在A点的初速度
三、非选择题(本题共5小题,共54分)
11. 在“探究向心力大小的表达式”实验中,所用向心力演示器如图a所示,图b是演示器部分原理示意图:其中皮带轮①、④的半径相同,轮②的半径是轮①的2倍,轮④的半径是轮⑤的2倍,两转臂上黑白格的长度相等。A、B、C为三根固定在转臂上的挡板,可与转臂上做圆周运动的实验球产生挤压,从而提供向心力,图a中的标尺1和2可以显示出两球所受向心力的大小关系。可供选择的实验球有:质量均为2m的甲球和乙球、质量为m的丙球。
(1)下列实验与本实验方法相同的是( )
A. 探究平抛运动的特点
B. 探究两个互成角度的力的合成规律
C. 探究加速度与力和质量的关系
(2)为探究向心力与圆周运动轨道半径的关系,实验时应选择甲球和_____球作为实验球;
(3)在某次实验中,一组同学把甲球和乙球分别放在A、C位置,将皮带处于塔轮的某一层上,匀速转动手柄时,左边标尺露出1个分格,右边标尺露出4个分格,则A、C位置处的小球转动所需的向心力之比为_____,A、C两个挡板角速度之比为_____。
12. 用打点计时器验证动能定理的实验中,使质量为m=1.00 kg的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点。现选取一条符合实验要求的纸带,如图乙所示,O为第一个点,A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出)。已知打点计时器每隔0.02 s打一个点,重力加速度g取9.80 m/s2。
(1)下列几个操作步骤中:
A.按照图甲所示,安装好实验装置
B.将打点计时器接到电源的“交流输出”上
C.先接通电源,后释放重物,纸带随重物运动,打点计时器在纸带上打下一系列点
D.测量纸带上某些点间的距离
E.根据测量的结果计算重物下落过程中重力做的功是否等于增加的动能
根据乙图所得数据,应选取图中O点和_______点来验证动能定理。
(2)从O点到第(1)问中所取的点,重物重力做的功W=_______J,动能的增加量ΔEk=_______J。(计算结果均保留三位有效数字)
(3)若测出纸带上所有各点到O点之间的距离,根据纸带算出各点的速度v及重物下落的高度h,则以为纵轴,以h为横轴画出的图像是下列图中的_______。
A. B. C. D.
13. 如图甲所示,质量的物体静止在光滑的水平面上,时刻物体受到一个变力F作用,时撤去力F,某时刻物体滑上倾角为的粗糙斜面。已知物体从开始运动到斜面最高点的图像如图乙所示,不计其他阻力,g取,。求:
(1)变力F做的功;
(2)物体从斜面底端滑到最高点过程中,克服摩擦力做功的平均功率;
(3)物体回到出发点的速度。
14. 如图所示,某滑雪赛道由平直轨道AB、倾斜直轨道BC和圆弧轨道CDE构成。圆弧轨道的半径R=20m,O为圆心,D为圆弧轨道的最低点,OD竖直,OC与竖直方向的夹角α=370。某次比赛中,一总质量为60kg的运动员,从平直轨道末端B点以水平飞出,刚好无碰撞地从C点进入圆弧轨道,在D点时对轨道的压力大小为1080N。不计空气阻力,g取10m/s2,。求:
(1)运动员在C点时的速度大小vC;
(2)运动员从B到C下降的高度h;
(3)从C到D的过程中,运动员克服摩擦力所做的功W。
15. 如图所示,装置由光滑的四分之一圆弧轨道、水平传送带组成,圆弧轨道和传送带在B点平滑连接。一质量为的滑块在圆弧轨道上距离B点高度为h的某处由静止释放,经过传送带,最后落地。已知滑块与传送带的动摩擦因数为,传送带长,圆弧轨道半径为,传送带一直向右做匀速运动,速度大小为,C端距地面的高度。(传送带的轮子半径很小,滑块可视为质点,其余阻力不计,g取)
(1)若小滑块全程匀速通过传送带,求滑块经过圆弧底端对轨道的压力。
(2)操作中发现,当滑块从距离B点高度为和之间下滑,最后都会落到地上同一点,求和。
(3)若滑块始终从A点释放,传送带的长度L可以在0到足够大之间调节(B点位置不变,C点位置可以左右调节),求滑块落地点至B点的水平距离x与传送带长度L之间的关系。(注:滑块运行期间传送带长度是不变的)
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