精品解析:广东省深圳市第七高级中学2024-2025学年高一下学期期中检测物理试题
2026-06-17
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2份
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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 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 广东省 |
| 地区(市) | 深圳市 |
| 地区(区县) | 宝安区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 10.42 MB |
| 发布时间 | 2026-06-17 |
| 更新时间 | 2026-06-17 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-17 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58392904.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
广东省深圳市第七高级中学2024-2025学年高一下学期期中检测物理试题
注意事项:
1、本试卷满分为100分,考试时间为90分钟。
2、答卷前,考生务必将自己的姓名、班级、准考证号填写在答题卡上。
3、回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答 案标号涂黑。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
一、选择题(共48分)
(一)单项选择题:每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 在物理学的研究中用到的思想方法很多,对下图中描述错误的是( )
A. 甲图中,卡文迪许测定引力常量的实验运用了放大法测微小量
B. 乙图中,研究小船渡河问题时,主要运用了类比法
C. 丙图中,观察AB割线的变化得到B点的瞬时速度方向的过程,运用了极限思想
D. 丁图中,伽利略研究力和运动关系时,运用了理想实验方法
2. 目前无人机多种多样,广泛应用于农业、军事、航天等领域。如图所示,是民用测绘无人机的示意图。在无风的天气中,当该无人机沿着虚线斜向上加速飞行执行测绘任务的过程中,空气对其摩擦阻力的方向沿( )
A. 方向 B. 方向 C. 方向 D. 方向
3. 如图(a)所示,在一段封闭的玻璃管内注满清水,水中放一个红蜡做成的小圆柱体并塞紧管口,如图(b)所示,将玻璃管倒置,蜡块会沿玻璃管匀速上升,如图(c)所示,在蜡块上升的同时将玻璃管从静止开始水平向右匀加速移动,则该过程中蜡块相对地面的运动轨迹大致为( )
A. B.
C. D.
4. 随着人们生活水平的提高,打高尔夫球将逐渐成为普通人的休闲娱乐。如图所示,假设甲、乙、丙三位运动员从同一点O沿不同方向斜向上击出的高尔夫球分别落在水平地面上不同位置A、B、C,三条路径的最高点在同一水平面内,不计空气阻力的影响,则( )
A. 甲击出的高尔夫球落地的速率最大 B. 甲击出的高尔夫球在空中运动时间最长
C. 三个高尔夫球击出的初速度竖直分量不相等 D. 三个高尔夫球击出的初速度水平分量相等
5. 下列四幅图是有关生活中的圆周运动的实例分析,其中说法正确的是( )
A. 汽车通过凹形桥的最低点时,速度越快越容易爆胎
B. 铁路的转弯处,外轨比内轨高是为了利用轮缘与内轨的侧压力来帮助火车转弯
C. 图中所示是圆锥摆,减小 ,但保持圆锥的高不变,则圆锥摆的角速度变大
D. 洗衣机的脱水是利用了失重现象
6. 陶瓷是中华瑰宝,是中华文明的重要名片。在陶瓷制作过程中有一道工序叫利坯,如图(a)所示。将陶瓷粗坯固定在绕竖直轴转动的水平转台上,用刀旋削,使坯体厚度适当,表里光洁。对应的简化模型如图(b)所示,粗坯的对称轴与转台转轴重合。当转台转速恒定时,关于粗坯上P、Q两质点,下列说法正确的是( )
A. P的周期比Q的大
B. 相同时间内,P通过的路程比Q的大
C. 任意相等时间内P通过的位移大小比Q的大
D. 同一时刻P的向心加速度的方向与Q的相同
7. 圆盘餐桌的上面有一直径为1m的转盘,可绕盘中心的转轴转动。现将一小物块放在转盘边缘后转动转盘,并逐渐增大转速,当转速增大到一定程度时,小物块从转盘上滑落。已知小物块和转盘表面的动摩擦因数为0.8,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力, 取,要使小物块从转盘上滑落,转盘转动的角速度至少为( )
A. B. C. D.
(二)多项选择题:在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。
8. 2021年10月16日神舟十三号飞船顺利将3名航天员送入太空,并与天和核心舱对接。已知核心舱绕地球运行近似为匀速圆周运动,离地面距离约为390km,地球半径约为6400km,地球表面的重力加速度g取,下列说法正确的是( )
A. 核心舱的向心加速度小于g
B. 核心舱运行速度小于7.9km/s
C. 由题干条件可以求出核心舱的质量
D. 考虑到稀薄大气的阻力,无动力补充,核心舱的速度会越来越小
9. 探月工程中,“嫦娥三号”探测器的发射过程可以简化如下:卫星由地面发射后,进入地月转移轨道,经过P点时变轨进入距离月球表面100公里的圆形轨道1,在轨道1上经过Q点时变轨进入椭圆轨道2,轨道2与月球表面相切于M点,月球车将在M点着陆月球。下列说法正确的是( )
A. “嫦娥三号”在轨道1上的速度比月球的第一宇宙速度小
B. “嫦娥三号”在地月转移轨道上经过P点的速度比在轨道1上经过P点时大
C. “嫦娥三号”在轨道1上的运动周期比在轨道2上的小
D. “嫦娥三号”在轨道1上经过Q点时的加速度大于在轨道2上经过Q点时的加速度
10. 如图所示,从倾角为 的足够长的斜面顶端P以速度抛出一个小球,落在斜面上某处Q点,小球落在斜面上的速度与斜面的夹角为 ,若把初速度变为,则以下说法正确的是( )
A. 小球在空中的运动时间变为原来的2倍
B. 夹角 将变大
C. PQ间距一定大于原来间距的4倍
D. 夹角 与初速度大小无关
非选择题:
(一)填空题:
11. 一同学通过图甲所示的装置探究物体做圆周运动的向心力与质量、轨道半径及线速度的关系。滑块套在光滑水平杆上,随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动,力传感器通过一细绳连接滑块,用来测量向心力的大小F,滑块上固定一遮光片,与固定在铁架台上的光电门可测量滑块的线速度v。该同学先保持滑块质量m和运动半径r不变,探究向心力大小与线速度大小的关系。
(1)该同学采用的实验方法主要是( )
A. 等效替代法 B. 理想模型法 C. 控制变量法
(2)该同学通过改变转速测量多组数据,记录力传感器示数F,算出对应的线速度v及的数值,以为横轴,F为纵轴,作出图线,如图丙所示,由图可知,F与成________关系(选填“正比”、“反比”)。若滑块运动半径,由图线可得滑块的质量 ________kg(保留2位有效数字)。
12. (1)在用描点法做“探究平抛运动”的实验时,如图甲所示,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点画出小球做平抛运动的轨迹。为了能较准确的描绘运动轨迹,下面列出了一些操作要求,你认为正确的选项有_________。
A.通过调节使斜槽的末端保持水平
B.每次必须在同一位置由静止释放小球
C.记录小球经过不同高度的位置时,每次必须严格地等距离下降
D.将球经过不同高度的位置记录在纸上后取下纸,用直尺将点连成折线
(2)某次实验画出小球运动的轨迹如图乙中曲线,A、B、C是曲线上的三个点的位置,A点为坐标原点,得到如图所示坐标。取g=10m/s2,则A点是否为平抛运动的起点_________(选“是”或“否”),小球做平抛运动的初速度v0=_________m/s。(计算结果保留2位有效数字)
(3)在上面这次实验中,小球由B点运动到C点的过程中速度变化了_________m/s,方向_________。
(二)计算题:共3题,共42分。
13. 如图所示,质量为的小球从平台上水平抛出后,落在一倾角的光滑斜面顶端,并恰好无碰撞的沿光滑斜面滑下,顶端与平台的高度差,斜面的高度。g取,求:
(1)小球水平抛出的初速度是多大;
(2)小球从平台水平抛出到斜面底端所用的时间。
14. 用手掌平托质量为m=200g的苹果,保持这样的姿势在竖直平面内沿顺时针方向做匀速圆周运动,苹果在运动过程中始终没有脱离手掌。圆周的半径为r=0.5m,运动一周所用时间为,重力加速度为g=10m/s2。
(1)求苹果做匀速圆周运动的角速度大小;
(2)求手掌在点c所受压力大小和方向;
(3)求手掌在点b对苹果施加的力的大小和方向(用角度的正切表示)。
15. 质量的小物块在长为的细绳作用下,恰能在竖直平面内做圆周运动,细绳能承受的最大拉力,转轴离地高度,不计阻力,。
(1)小物块经过最高点的速度是多少?
(2)若小物块在某次运动到最低点时细绳恰好被拉断,求此时小物块的速度大小以及对应落地时的水平射程。
(3)若小物块落地时恰好落到一块质量为的薄木板上(厚度可忽略),且竖直方向速度瞬间变为零,水平速度不变在板上滑行,小物块与薄板之间的摩擦因数为,薄板与地面摩擦不计,试计算小物块与薄板之间最大的相对位移。
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广东省深圳市第七高级中学2024-2025学年高一下学期期中检测物理试题
注意事项:
1、本试卷满分为100分,考试时间为90分钟。
2、答卷前,考生务必将自己的姓名、班级、准考证号填写在答题卡上。
3、回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答 案标号涂黑。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
一、选择题(共48分)
(一)单项选择题:每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 在物理学的研究中用到的思想方法很多,对下图中描述错误的是( )
A. 甲图中,卡文迪许测定引力常量的实验运用了放大法测微小量
B. 乙图中,研究小船渡河问题时,主要运用了类比法
C. 丙图中,观察AB割线的变化得到B点的瞬时速度方向的过程,运用了极限思想
D. 丁图中,伽利略研究力和运动关系时,运用了理想实验方法
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲图中,卡文迪许测定引力常量的实验运用了放大法测微小量,故A正确,不符合题意;
B.乙图中,研究小船渡河问题时,主要运用了等效法,故B错误,符合题意;
C.丙图中,A点逐渐向B点靠近时,观察AB割线的变化,就是曲线在B点的切线方向,运用了极限思想,得到B点的瞬时速度方向,故C正确,不符合题意;
D.丁图中,伽利略研究力和运动关系时,运用了理想实验方法,巧妙地设想了两个对接斜面的实验,故D正确,不符合题意。
故选B。
2. 目前无人机多种多样,广泛应用于农业、军事、航天等领域。如图所示,是民用测绘无人机的示意图。在无风的天气中,当该无人机沿着虚线斜向上加速飞行执行测绘任务的过程中,空气对其摩擦阻力的方向沿( )
A. 方向 B. 方向 C. 方向 D. 方向
【答案】B
【解析】
【详解】依题意,根据摩擦阻力的方向特点可知:空气对其摩擦阻力的方向与无人机的运动方向相反,所以结合题图可知沿F2方向。
故选B。
3. 如图(a)所示,在一段封闭的玻璃管内注满清水,水中放一个红蜡做成的小圆柱体并塞紧管口,如图(b)所示,将玻璃管倒置,蜡块会沿玻璃管匀速上升,如图(c)所示,在蜡块上升的同时将玻璃管从静止开始水平向右匀加速移动,则该过程中蜡块相对地面的运动轨迹大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由题意可知红蜡块竖直向上做匀速直线运动,水平向右做初速度为零的匀加速直线运动,合运动为匀变速曲线运动,其速度方向与水平方向的夹角的正切值为
由上式可知θ随t的增大而逐渐减小,而蜡块速度方向沿轨迹切线方向,所以红蜡块实际运动的轨迹可能是C。
故选C。
4. 随着人们生活水平的提高,打高尔夫球将逐渐成为普通人的休闲娱乐。如图所示,假设甲、乙、丙三位运动员从同一点O沿不同方向斜向上击出的高尔夫球分别落在水平地面上不同位置A、B、C,三条路径的最高点在同一水平面内,不计空气阻力的影响,则( )
A. 甲击出的高尔夫球落地的速率最大 B. 甲击出的高尔夫球在空中运动时间最长
C. 三个高尔夫球击出的初速度竖直分量不相等 D. 三个高尔夫球击出的初速度水平分量相等
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】BC.竖直方向运动的高度相等,则运动时间相等,击出初速度的竖直分量相等,选项B、C错误;
AD.由于运动时间相等,水平位移甲的最大,故击出初速度的水平分量甲的最大,据运动的对称性和速度的合成可知甲击出的高尔夫球落地速率最大,选项A正确,D错误。
故选A。
5. 下列四幅图是有关生活中的圆周运动的实例分析,其中说法正确的是( )
A. 汽车通过凹形桥的最低点时,速度越快越容易爆胎
B. 铁路的转弯处,外轨比内轨高是为了利用轮缘与内轨的侧压力来帮助火车转弯
C. 图中所示是圆锥摆,减小 ,但保持圆锥的高不变,则圆锥摆的角速度变大
D. 洗衣机的脱水是利用了失重现象
【答案】A
【解析】
【详解】A.汽车通过凹形桥的最低点时,根据牛顿第二定律有
解得
故速度越大,汽车轮胎所受地面支持力越大,越容易爆胎,故A正确;
B.在铁路的转弯处,通常要求外轨比内轨高,目的是使火车自身重力与所受支持力的合力来提供转弯所需的向心力,减轻轮缘与轨道的挤压,故B错误;
C.根据牛顿第二定律可知重力和拉力的合力提供向心力,则有
则
故减小 但保持圆锥的高不变时,角速度不变,故C错误;
D.洗衣机脱水桶的脱水原理是利用了离心现象,故D错误。
故选A。
6. 陶瓷是中华瑰宝,是中华文明的重要名片。在陶瓷制作过程中有一道工序叫利坯,如图(a)所示。将陶瓷粗坯固定在绕竖直轴转动的水平转台上,用刀旋削,使坯体厚度适当,表里光洁。对应的简化模型如图(b)所示,粗坯的对称轴与转台转轴重合。当转台转速恒定时,关于粗坯上P、Q两质点,下列说法正确的是( )
A. P的周期比Q的大
B. 相同时间内,P通过的路程比Q的大
C. 任意相等时间内P通过的位移大小比Q的大
D. 同一时刻P的向心加速度的方向与Q的相同
【答案】B
【解析】
【详解】A.由题意可知,粗坯上P、Q两质点属于同轴转动,故P、Q两质点的角速度相等,P、Q两质点的周期相等,故A错误;
B.根据,由于P质点的半径大于Q质点的半径,则P质点的线速度大于Q质点的线速度,所以相同时间内,P通过的路程比Q的大,故B正确;
C.由于P、Q两质点的周期相等,在一个周期内P、Q两质点通过的位移均为0,故C错误;
D.向心加速度的方向指向圆心,所以同一时刻P的向心加速度的方向与Q的相反,故D错误。
故选B。
7. 圆盘餐桌的上面有一直径为1m的转盘,可绕盘中心的转轴转动。现将一小物块放在转盘边缘后转动转盘,并逐渐增大转速,当转速增大到一定程度时,小物块从转盘上滑落。已知小物块和转盘表面的动摩擦因数为0.8,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力, 取,要使小物块从转盘上滑落,转盘转动的角速度至少为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】要使小物块从转盘上滑落,则
解得
转盘转动的角速度至少为
故选D。
(二)多项选择题:在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。
8. 2021年10月16日神舟十三号飞船顺利将3名航天员送入太空,并与天和核心舱对接。已知核心舱绕地球运行近似为匀速圆周运动,离地面距离约为390km,地球半径约为6400km,地球表面的重力加速度g取,下列说法正确的是( )
A. 核心舱的向心加速度小于g
B. 核心舱运行速度小于7.9km/s
C. 由题干条件可以求出核心舱的质量
D. 考虑到稀薄大气的阻力,无动力补充,核心舱的速度会越来越小
【答案】AB
【解析】
【详解】AC.根据万有引力定律和牛顿第二定律可知
而在地面处
因此核心舱的向心加速度小于g,在表达式中核心舱的质量 被消掉,无法求出核心舱的质量。故A正确,C错误;
B.根据
可知
故对于环绕模型,环绕半径越小,速度越大。近地卫星的环绕速度为7.9km/s,核心舱的轨道半径大于近地卫星,因而核心舱的速度小于7.9km/s。故B正确;
D.考虑到稀薄大气的作用,无动力补充,核心舱会逐渐做近心运动,轨道半径逐渐减小,运行速度会逐渐增大,故D错误。
故选AB。
9. 探月工程中,“嫦娥三号”探测器的发射过程可以简化如下:卫星由地面发射后,进入地月转移轨道,经过P点时变轨进入距离月球表面100公里的圆形轨道1,在轨道1上经过Q点时变轨进入椭圆轨道2,轨道2与月球表面相切于M点,月球车将在M点着陆月球。下列说法正确的是( )
A. “嫦娥三号”在轨道1上的速度比月球的第一宇宙速度小
B. “嫦娥三号”在地月转移轨道上经过P点的速度比在轨道1上经过P点时大
C. “嫦娥三号”在轨道1上的运动周期比在轨道2上的小
D. “嫦娥三号”在轨道1上经过Q点时的加速度大于在轨道2上经过Q点时的加速度
【答案】AB
【解析】
【详解】A.月球的第一宇宙速度是环绕月球的最大速度,故“嫦娥三号”在轨道1上的速度比月球的第一宇宙速度小,故A正确;
B.“嫦娥三号”在地月转移轨道P点减速降轨至轨道1,故“嫦娥三号”在地月转移轨道上经过P点的速度比在轨道1上经过P点时大,故B正确;
C.根据开普勒第三定律
由于轨道1的半径大于轨道2的半轴长,故“嫦娥三号”在轨道1上的运动周期比在轨道2上的大,故C错误;
D.根据牛顿第二定律可知
可知“嫦娥三号”在轨道1上经过Q点时的加速度等于在轨道2上经过Q点时的加速度,故D错误。
故选AB。
10. 如图所示,从倾角为 的足够长的斜面顶端P以速度抛出一个小球,落在斜面上某处Q点,小球落在斜面上的速度与斜面的夹角为 ,若把初速度变为,则以下说法正确的是( )
A. 小球在空中的运动时间变为原来的2倍
B. 夹角 将变大
C. PQ间距一定大于原来间距的4倍
D. 夹角 与初速度大小无关
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】A.根据
解得小球在空中运动时间为
若初速度变为原来的2倍,则小球在空中的运动时间变为原来的2倍,故A正确;
BD.速度与水平方向夹角的正切值
可知速度方向与水平方向夹角正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍。因为位移与水平方向夹角不变,则速度与水平方向夹角不变,所以两个角度之差,即α不变,与初速度无关,故B错误,D正确;
C.根据
可知初速度变为原来的2倍,则水平位移变为原来的4倍,由几何关系得
则PQ间距变为原来的4倍,故C错误。
故选AD。
非选择题:
(一)填空题:
11. 一同学通过图甲所示的装置探究物体做圆周运动的向心力与质量、轨道半径及线速度的关系。滑块套在光滑水平杆上,随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动,力传感器通过一细绳连接滑块,用来测量向心力的大小F,滑块上固定一遮光片,与固定在铁架台上的光电门可测量滑块的线速度v。该同学先保持滑块质量m和运动半径r不变,探究向心力大小与线速度大小的关系。
(1)该同学采用的实验方法主要是( )
A. 等效替代法 B. 理想模型法 C. 控制变量法
(2)该同学通过改变转速测量多组数据,记录力传感器示数F,算出对应的线速度v及的数值,以为横轴,F为纵轴,作出图线,如图丙所示,由图可知,F与成________关系(选填“正比”、“反比”)。若滑块运动半径,由图线可得滑块的质量 ________kg(保留2位有效数字)。
【答案】(1)C (2) ①. 正比 ②. 0.20
【解析】
【小问1详解】
在研究向心力的大小F与质量m、线速度v和半径r之间的关系时主要用到了物理学中的控制变量法。
故选C。
【小问2详解】
[1]如图丙所示,图像为过原点的直线,可知F与成正比关系;
[2]根据向心力公式
可知图像的斜率为
可得滑块的质量为
12. (1)在用描点法做“探究平抛运动”的实验时,如图甲所示,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点画出小球做平抛运动的轨迹。为了能较准确的描绘运动轨迹,下面列出了一些操作要求,你认为正确的选项有_________。
A.通过调节使斜槽的末端保持水平
B.每次必须在同一位置由静止释放小球
C.记录小球经过不同高度的位置时,每次必须严格地等距离下降
D.将球经过不同高度的位置记录在纸上后取下纸,用直尺将点连成折线
(2)某次实验画出小球运动的轨迹如图乙中曲线,A、B、C是曲线上的三个点的位置,A点为坐标原点,得到如图所示坐标。取g=10m/s2,则A点是否为平抛运动的起点_________(选“是”或“否”),小球做平抛运动的初速度v0=_________m/s。(计算结果保留2位有效数字)
(3)在上面这次实验中,小球由B点运动到C点的过程中速度变化了_________m/s,方向_________。
【答案】 ①. AB ②. 否 ③. 2.0 ④. 1 ⑤. 竖直向下
【解析】
【详解】(1)[1]A.斜槽的末端保持水平,使得小球有水平初速度,A正确;
B.每次必须由静止从同一高度下落,使得小球离开时具有相同的速度,B正确;
C.记录小球经过不同高度的位置时,不需要等距离下降,C错误;
D.小球的运行轨迹是平滑曲线,不能画成折线,D错误。
故选AB;
(2)[2][3]小球在竖直方向做自由落体运功,故在竖直方向有
则有
若A为起点,则竖直方向的高度为
故A不是起点,水平方向的速度为
(3)[4][5]在上面这次实验中,小球由B点运动到C点的过程中速度变化为
方向与重力加速度的方向相同,即竖直向下。
(二)计算题:共3题,共42分。
13. 如图所示,质量为的小球从平台上水平抛出后,落在一倾角的光滑斜面顶端,并恰好无碰撞的沿光滑斜面滑下,顶端与平台的高度差,斜面的高度。g取,求:
(1)小球水平抛出的初速度是多大;
(2)小球从平台水平抛出到斜面底端所用的时间。
【答案】(1)3m/s;(2)1.4s
【解析】
【详解】由题意可知:小球落到斜面上并沿斜面下滑,说明此时小球速度方向与斜面平行,否则小球会弹起,竖直位移
得
竖直分速度
得
小球沿斜面做匀加速直线运动的加速度
初速度
又
解得
所以
s
14. 用手掌平托质量为m=200g的苹果,保持这样的姿势在竖直平面内沿顺时针方向做匀速圆周运动,苹果在运动过程中始终没有脱离手掌。圆周的半径为r=0.5m,运动一周所用时间为,重力加速度为g=10m/s2。
(1)求苹果做匀速圆周运动的角速度大小;
(2)求手掌在点c所受压力大小和方向;
(3)求手掌在点b对苹果施加的力的大小和方向(用角度的正切表示)。
【答案】(1)4rad/s
(2)0.4N,方向竖直向下
(3)N,与水平方向夹角的正切值为
【解析】
【小问1详解】
匀速圆周运动的角速度大小rad/s
【小问2详解】
苹果过点c时重力、支持力的合力提供向心力,由牛顿第二定律得
解得N
由牛顿第三定律,手掌在点受到的压力为0.4N,手掌在c点受到的压力方向竖直向下。
【小问3详解】
手在点b对苹果施加两个力,竖直方向的支持力
水平方向指向圆心的静摩擦力(向心力)
手在点对苹果施加的力为
解得N
设该力与水平方向夹角为 ,则
15. 质量的小物块在长为的细绳作用下,恰能在竖直平面内做圆周运动,细绳能承受的最大拉力,转轴离地高度,不计阻力,。
(1)小物块经过最高点的速度是多少?
(2)若小物块在某次运动到最低点时细绳恰好被拉断,求此时小物块的速度大小以及对应落地时的水平射程。
(3)若小物块落地时恰好落到一块质量为的薄木板上(厚度可忽略),且竖直方向速度瞬间变为零,水平速度不变在板上滑行,小物块与薄板之间的摩擦因数为,薄板与地面摩擦不计,试计算小物块与薄板之间最大的相对位移。
【答案】(1)m/s;(2) ;(3)
【解析】
【详解】(1)依题意,小球恰能在竖直平面内做圆周运动,在最高点根据牛顿第二定律有
解得
m/s
(2)小球运动到最低点时细绳恰好被拉断,则绳的拉力大小恰好为
设此时小球的速度大小为.小球在最低点时由牛顿第二定律有
解得
根据平抛运动规律有
解得
(3)小物块在薄木板上运动时,对小物块和薄木板根据牛顿第二定律可知
当两物体速度相等时,相对位移最大,则有
最大位移为
联立解得
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