精品解析:安徽合肥市巢湖市第四中学等校2025-2026学年高一下学期5月期中物理试卷
2026-06-18
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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 | 高中物理人教版必修 第二册 |
| 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 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 安徽省 |
| 地区(市) | 合肥市 |
| 地区(区县) | 巢湖市 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.75 MB |
| 发布时间 | 2026-06-18 |
| 更新时间 | 2026-06-18 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-17 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58393833.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:
高一5月物理
注意事项:
1.答题前,务必将自己的个人信息填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 自远古以来,当人们仰望星空时,天空中壮丽璀璨的景象便吸引了人们的注意力,科学家们也一直在探索星体运动的奥秘。下列表述中正确的是( )
A. 海王星被称为“笔尖下发现的行星”
B. 开普勒发现了万有引力定律
C. 地球是静止不动的,月球绕地球运动
D. 牛顿测出了引力常量G的数值
2. 下列说法正确的是( )
A. 物体的速度发生变化,一定做曲线运动
B. 做圆周运动的物体,受到的合力总是在不断变化
C. 当地球离太阳较远时,地球绕太阳运行的速度较大
D. 平抛运动的轨迹是抛物线的一部分,所以不可能是匀变速运动
3. 合肥星火空间的火箭生产基地,计划2027年首飞的“进化一号”采用自研的电循环发动机技术,大幅降低了火箭发射成本,相当于是通往太空的“特惠快车”。若货运飞船携带物资成功发射升空,进入预定轨道后,与空间站完成自主快速交会对接,然后绕地球做匀速圆周运动。已知空间站轨道高度低于地球同步卫星轨道,则( )
A. 飞船加速升空过程处于失重状态
B. 空间站内的物资质量比静止在地面上时小
C. 物资在空间站内受到的万有引力大于在地球表面受到的万有引力
D. 空间站绕地球做匀速圆周运动的周期小于地球自转周期
4. 如图所示,质量的质点在平面内以某一速度运动时,受到沿轴负方向大小不变的合力作用,某时刻速度方向如图中箭头所示,之后质点的速度先减小后增大。已知质点运动的最小速度 ,合力 。质点速度由 增大到的过程,所用的时间为( )
A. B. C. D.
5. 如图所示,长为l不可伸长的轻绳上端固定在O点,下端连接质量为m的小球。拉动小球使轻绳处于水平伸直状态,然后由静止释放小球。小球可看作质点,不计空气阻力,重力加速度为g,小球从释放到第一次运动至最低点的过程中( )
A. 角速度先增大后减小
B. 向心加速度先增大后减小
C. 重力的瞬时功率一直增大
D. 所受拉力的最大值为3mg
6. 如图1所示,轻质弹簧一端固定在水平天花板,另一端连接物块处于静止状态,现将物块向上托起一定高度,在时刻由静止释放,物块在竖直方向做往复运动并在时第一次回到最高点。不计空气阻力,以向下为正方向,物块的加速度随时间变化的余弦曲线如图2所示,则( )
A. 时,弹簧处于原长
B. 时,物块的速度最大
C. 从到 ,物块的动能增大
D. 从 到 ,物块的速度变化量为
7. 如图所示,轻质动滑轮下方悬挂重物A,细线跨过轻质定滑轮悬挂重物B,悬挂滑轮的细线均竖直。开始时,重物A、B处于静止状态,释放后,A、B开始运动。已知A质量是B质量的一半,摩擦阻力和空气阻力均忽略不计,重力加速度为,当A的位移大小为时,B的速度大小为( )
A. B.
C. D.
8. 如图所示,在校运动会上,一同学将铅球从手中斜向上推出,推出时铅球速度与水平方向的夹角为,铅球最终落在水平地面上。已知铅球离开手时距离地面的高度为,铅球从离开手到落地的水平距离为 ,不计空气阻力,重力加速度为,则铅球离开手时的速度大小为( )
A. B. C. D.
二、多项选择题:本题共2小题,每小题5分,共10分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
9. 如图所示,A、B、C三个物块放在水平转台上,已知B的质量为2m,A、C的质量均为m,A、B到转轴的距离均为R,C到转轴的距离为1.5R。A、B与转台间的动摩擦因数均为μ,C与转台间的动摩擦因数为2μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。转台匀速旋转时三个物体与转台保持相对静止,则( )
A. 物块A、B的线速度大小相等
B. 物块C受到的摩擦力最大
C. 物块B的向心力最大
D. 当转台转速缓慢增大时,物块C最先与转台发生相对滑动
10. 如图1所示,水平地面上有一倾角(的固定斜面,其底端静止有一小物块。t=0时刻小物块受到沿斜面向上的拉力。F=13N开始运动,当沿斜面向上运动的竖直高度为3m时撤去F,小物块沿斜面向上运动的最大高度为3.9m。选择地面为参考平面,向上运动过程中,小物块的机械能随高度h的变化如图2所示。重力加速度g取 ,下列说法正确的是( )
A. 小物块的质量m=1kg
B. 小物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5
C. 撤去拉力时小物块的速度大小:
D. 小物块返回斜面底端过程的加速度大小
三、非选择题:本题共5小题,共58分。
11. 如图所示是向心力演示器,用于探究做圆周运动物体的向心力大小与物体的质量、半径、角速度的关系。挡板A、B、C可以控制小球做圆周运动的半径,所连弹簧测力筒的标尺露出的格数可以显示向心力的大小。挡板A、C到各自转轴的距离均为挡板B到转轴距离的一半。请完成下列问题。
(1)该实验探究物理量关系时,采用的核心科学方法是________(填选项序号)。
A. 理想实验法 B. 控制变量法
C. 等效替代法 D. 微元法
(2)若使用质量相等的小球,分别置于B、C挡板处,且传动皮带套在两塔轮半径相同的圆盘上,本次实验主要探究向心力与________(填选项序号)的关系。
A. 轨道半径 B. 角速度 C. 质量
(3)保持两球质量相等,两球仍然置于B、C挡板处,将皮带套在两塔轮半径不同的圆盘上,实验测得左右两侧向心力的比值为1:2,则两球的角速度之比为________,皮带连接的左、右两侧塔轮半径之比为________。
12. 某小组利用电磁打点计时器、纸带、重物等器材,组装了如图1所示的装置,验证重物m1和 组成的系统机械能守恒。让从高处由静止开始下落,上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。
(1)关于本实验,描述正确的是________。
A. 需要选取质量大、体积小的重物
B. 电磁打点计时器应使用低压直流电源
C. 先释放重物再接通打点计时器开始打点
(2)实验时获取一条纸带如图2所示,每相邻两个计数点间还有四个点未标出,打点频率为50Hz,0是打下的第一个点,计数点间的距离已标注在纸带上,纸带上打下计数点4时重物的速度大小为________m/s(结果保留3位有效数字)。
(3)已知 重力加速度g取 从计数点0到计数点4的过程中,重物组成的系统增加的动能 ________J,减少的重力势能 ________J(结果均保留3位有效数字)。
(4)(3)中计算出的和不相等的原因可能是________,实验可以得出的结论:在实验误差允许的范围内,组成的系统机械能守恒。
13. 如图所示,宇航员在某质量分布均匀的星球表面,将小球以水平初速度向斜面抛出,经时间t小球恰好垂直撞在斜面上。已知斜面倾角( 该星球的半径为R,忽略星球自转的影响,不计一切阻力,求:
(1)小球垂直撞在斜面前瞬间的竖直分速度大小;
(2)该星球表面的重力加速度和该星球的第一宇宙速度分别为多大。
14. 如图所示,一不可伸长的轻质细绳一端连接质量为m=0.5kg的物块,另一端连接在质量为M=0.5kg的电动玩具汽车上。现汽车始终以恒定功率P=8W水平拉动物块由静止开始在水平地面上运动,经过一段时间后二者做速度大小为(未知)的匀速直线运动。某时刻轻绳突然断裂,从此时开始电动玩具汽车经过t=0.5s运动距离为s(未知)后,再次开始做匀速直线运动。若电动玩具汽车和物块运动过程中所受阻力均为自身重力的0.8倍,重力加速度g取 求:
(1)速度的大小;
(2)距离s的大小。
15. 如图所示,处于竖直平面内的一探究装置,由轨道AB、圆心为半径为 的半圆轨道BC、圆心为半径为 的半圆圆管轨道CD、水平面DE、长度L=1.2m的顺时针转动的传送带EF、水平面 圆心为半径为 的圆弧组成,且各段连接处平滑衔接。现将一质量为m=0.1kg可视为质点的小物块从轨道高H处由静止释放,已知小物块与传送带间的动摩擦因数为 其他各处均光滑,不计空气阻力,重力加速度g取
(1)若H=1.6m,求小物块第一次运动到半圆轨道B点时对轨道的压力大小;
(2)要保证小物块能到达D点,求H的最小值;
(3)若H=2.6m,传送带的速度大小为 ,求小物块落到圆弧时的速度大小。
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高一5月物理
注意事项:
1.答题前,务必将自己的个人信息填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 自远古以来,当人们仰望星空时,天空中壮丽璀璨的景象便吸引了人们的注意力,科学家们也一直在探索星体运动的奥秘。下列表述中正确的是( )
A. 海王星被称为“笔尖下发现的行星”
B. 开普勒发现了万有引力定律
C. 地球是静止不动的,月球绕地球运动
D. 牛顿测出了引力常量G的数值
【答案】A
【解析】
【详解】A.海王星是通过“计算、预测和观察”的方法发现的,被称为“笔尖下发现的行星”,故A正确;
B.开普勒提出行星绕太阳运动的轨道是椭圆,牛顿发现了万有引力定律,故B错误;
C.地球是运动的,月球绕地球运动,故C错误;
D.卡文迪什测出了引力常量G的数值,故D错误。
故选A。
2. 下列说法正确的是( )
A. 物体的速度发生变化,一定做曲线运动
B. 做圆周运动的物体,受到的合力总是在不断变化
C. 当地球离太阳较远时,地球绕太阳运行的速度较大
D. 平抛运动的轨迹是抛物线的一部分,所以不可能是匀变速运动
【答案】B
【解析】
【详解】A.速度仅大小发生变化的运动是直线运动,不是曲线运动,故A错误;
B.做圆周运动的物体,需要有指向圆心的力充当向心力,故合力总是不断变化的,故B正确;
C.地球绕太阳做椭圆运动,根据开普勒第二定律可知,当地球离太阳较远时,地球绕太阳运行的速度较小,故C错误;
D.平抛运动的物体只受重力,加速度为重力加速度g,是恒定不变的,所以平抛运动是匀变速运动,故D错误。
故选B。
3. 合肥星火空间的火箭生产基地,计划2027年首飞的“进化一号”采用自研的电循环发动机技术,大幅降低了火箭发射成本,相当于是通往太空的“特惠快车”。若货运飞船携带物资成功发射升空,进入预定轨道后,与空间站完成自主快速交会对接,然后绕地球做匀速圆周运动。已知空间站轨道高度低于地球同步卫星轨道,则( )
A. 飞船加速升空过程处于失重状态
B. 空间站内的物资质量比静止在地面上时小
C. 物资在空间站内受到的万有引力大于在地球表面受到的万有引力
D. 空间站绕地球做匀速圆周运动的周期小于地球自转周期
【答案】D
【解析】
【详解】A.飞船加速升空时加速度方向向上,处于超重状态,故A错误;
B.质量是物体的固有属性,不会因位置不同而发生变化,故B错误;
C.由万有引力公式可知,轨道半径变大,引力变小,故C错误;
D.万有引力充当向心力时,有
解得
所以轨道半径越大,周期越大,因为空间站的轨道高度低于地球同步卫星轨道,所以周期小于地球自转周期,故D正确。
故选D。
4. 如图所示,质量的质点在平面内以某一速度运动时,受到沿轴负方向大小不变的合力作用,某时刻速度方向如图中箭头所示,之后质点的速度先减小后增大。已知质点运动的最小速度 ,合力 。质点速度由 增大到的过程,所用的时间为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】将速度沿轴和轴方向正交分解,由于合力沿轴负方向,因此在轴方向做匀速运动,在轴方向的速度先减小后反向增加,当沿轴方向速度减为零时,合速度最小,故沿轴方向的分速度为
当质点速度大小变为时,设速度与轴角为,则有,可知此时速度与轴的夹角为,质点沿轴负方向速度大小由增加到 ,根据牛顿第二定律,速度时间关系
解得所需时间
故选B。
5. 如图所示,长为l不可伸长的轻绳上端固定在O点,下端连接质量为m的小球。拉动小球使轻绳处于水平伸直状态,然后由静止释放小球。小球可看作质点,不计空气阻力,重力加速度为g,小球从释放到第一次运动至最低点的过程中( )
A. 角速度先增大后减小
B. 向心加速度先增大后减小
C. 重力的瞬时功率一直增大
D. 所受拉力的最大值为3mg
【答案】D
【解析】
【详解】AB.设小球向下摆动过程中,轻绳与水平方向夹角为,根据动能定理
得v=
角速度
向心加速度
从0°增加到90°,角速度、向心加速度一直增大,故AB错误;
C.由于竖直方向的速度先增大后减小,根据可得重力的瞬时功率也先增大后减小,故C错误;
D.绳子对球的拉力为T,根据牛顿第二定律有
联立可得
轻绳对球的拉力一直增大,为90°时有最大值为3mg,故D正确。
故选D。
6. 如图1所示,轻质弹簧一端固定在水平天花板,另一端连接物块处于静止状态,现将物块向上托起一定高度,在时刻由静止释放,物块在竖直方向做往复运动并在时第一次回到最高点。不计空气阻力,以向下为正方向,物块的加速度随时间变化的余弦曲线如图2所示,则( )
A. 时,弹簧处于原长
B. 时,物块的速度最大
C. 从到 ,物块的动能增大
D. 从 到 ,物块的速度变化量为
【答案】C
【解析】
【详解】A. 时,由图2,物块加速度由正值减为零,则此时合力为零,弹簧处于伸长状态,拉力和重力相等,故A错误;
B.时,由图2,物块加速度负值最大,方向向上,说明物块运动到最低点,速度为,故B错误;
C.到 ,由图2,物块加速度由负值最大到零,此时物块加速向上运动,物块动能增加,故C正确;
D.图像所围成的面积,表示这一段时间内物块速度的变化量, 到 余弦曲线面积不为 ,实际利用积分计算可得 ,故D错误;
故选C。
7. 如图所示,轻质动滑轮下方悬挂重物A,细线跨过轻质定滑轮悬挂重物B,悬挂滑轮的细线均竖直。开始时,重物A、B处于静止状态,释放后,A、B开始运动。已知A质量是B质量的一半,摩擦阻力和空气阻力均忽略不计,重力加速度为,当A的位移大小为时,B的速度大小为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设A的质量为,则B的质量为,由动滑轮性质,A上升高度时,B重物下落 高度,A的速度是B的速度的一半,即
由机械能守恒定律
解得
故选D。
8. 如图所示,在校运动会上,一同学将铅球从手中斜向上推出,推出时铅球速度与水平方向的夹角为,铅球最终落在水平地面上。已知铅球离开手时距离地面的高度为,铅球从离开手到落地的水平距离为 ,不计空气阻力,重力加速度为,则铅球离开手时的速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设铅球离开手时速度大小为,铅球速度与水平方向夹角,落地时间为,将铅球运动分解成水平和竖直方向的运动。
水平方向有 ,
竖直方向有 ,
联立解得
代入数值得
故选B正确。
二、多项选择题:本题共2小题,每小题5分,共10分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
9. 如图所示,A、B、C三个物块放在水平转台上,已知B的质量为2m,A、C的质量均为m,A、B到转轴的距离均为R,C到转轴的距离为1.5R。A、B与转台间的动摩擦因数均为μ,C与转台间的动摩擦因数为2μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。转台匀速旋转时三个物体与转台保持相对静止,则( )
A. 物块A、B的线速度大小相等
B. 物块C受到的摩擦力最大
C. 物块B的向心力最大
D. 当转台转速缓慢增大时,物块C最先与转台发生相对滑动
【答案】AC
【解析】
【详解】A.三个物块与转台保持相对静止,角速度ω相等,根据线速度v=ωr
知A、B的线速度大小相等,故A正确;
BC.三者匀速转动时,都是由静摩擦力提供向心力,根据公式。
三者摩擦力分别为
即B物块所受摩擦力最大,向心力最大,故B错误, C正确;
D.物块刚好要滑动时,最大静摩擦力提供向心力,即
分别求出每个物块刚要滑动时的角速度,对A物块有
得
同理得
物块C最后与转台发生相对滑动,故D错误。
故选AC。
10. 如图1所示,水平地面上有一倾角(的固定斜面,其底端静止有一小物块。t=0时刻小物块受到沿斜面向上的拉力。F=13N开始运动,当沿斜面向上运动的竖直高度为3m时撤去F,小物块沿斜面向上运动的最大高度为3.9m。选择地面为参考平面,向上运动过程中,小物块的机械能随高度h的变化如图2所示。重力加速度g取 ,下列说法正确的是( )
A. 小物块的质量m=1kg
B. 小物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5
C. 撤去拉力时小物块的速度大小:
D. 小物块返回斜面底端过程的加速度大小
【答案】ABC
【解析】
【详解】AB.小物体在F作用下上升3m高度过程,除重力以外其他力做功引起机械能的变化,即拉力和摩擦力做功引起机械能的变化
代入(3m,45J)得
由题意知撤去拉力前小物体滑行
撤去拉力后小物体滑行距离为
设撤去拉力前后小物块加速度大小分别为a₁、a₂,根据匀变速公式
得
根据牛顿第二定律得
解得
故AB正确;
C.撤去拉力时小物块速度大小 ,故C正确;
D.小物块返回斜面底端过程的加速度大小,故D错误。
故选ABC。
三、非选择题:本题共5小题,共58分。
11. 如图所示是向心力演示器,用于探究做圆周运动物体的向心力大小与物体的质量、半径、角速度的关系。挡板A、B、C可以控制小球做圆周运动的半径,所连弹簧测力筒的标尺露出的格数可以显示向心力的大小。挡板A、C到各自转轴的距离均为挡板B到转轴距离的一半。请完成下列问题。
(1)该实验探究物理量关系时,采用的核心科学方法是________(填选项序号)。
A. 理想实验法 B. 控制变量法
C. 等效替代法 D. 微元法
(2)若使用质量相等的小球,分别置于B、C挡板处,且传动皮带套在两塔轮半径相同的圆盘上,本次实验主要探究向心力与________(填选项序号)的关系。
A. 轨道半径 B. 角速度 C. 质量
(3)保持两球质量相等,两球仍然置于B、C挡板处,将皮带套在两塔轮半径不同的圆盘上,实验测得左右两侧向心力的比值为1:2,则两球的角速度之比为________,皮带连接的左、右两侧塔轮半径之比为________。
【答案】(1)B (2)A
(3) ①. 1:2 ②. 2:1
【解析】
【小问1详解】
该实验探究物理量关系时,采用的核心科学方法是控制变量法。
故选B。
【小问2详解】
因为两球的质量相同,角速度相同,所以此时探究的是向心力与轨道半径的关系。
故选A。
【小问3详解】
[1] [2] 根据 因为两球质量相等,则
即
解得
又因为皮带传动线速度相等
所以
12. 某小组利用电磁打点计时器、纸带、重物等器材,组装了如图1所示的装置,验证重物m1和 组成的系统机械能守恒。让从高处由静止开始下落,上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。
(1)关于本实验,描述正确的是________。
A. 需要选取质量大、体积小的重物
B. 电磁打点计时器应使用低压直流电源
C. 先释放重物再接通打点计时器开始打点
(2)实验时获取一条纸带如图2所示,每相邻两个计数点间还有四个点未标出,打点频率为50Hz,0是打下的第一个点,计数点间的距离已标注在纸带上,纸带上打下计数点4时重物的速度大小为________m/s(结果保留3位有效数字)。
(3)已知 重力加速度g取 从计数点0到计数点4的过程中,重物组成的系统增加的动能 ________J,减少的重力势能 ________J(结果均保留3位有效数字)。
(4)(3)中计算出的和不相等的原因可能是________,实验可以得出的结论:在实验误差允许的范围内,组成的系统机械能守恒。
【答案】(1)A (2)1.96
(3) ①. 0.384##0.385 ②. 0.384##0.392
(4)存在空气阻力(或绳与滑轮间存在摩擦力,振针与纸带间存在阻力,g取值偏大,合理即可)
【解析】
【小问1详解】
A.选用体积小、密度大的物体,可减小空气阻力对实验的影响,从而减小实验误差,故A正确;
B.电磁打点计时器应使用低压交流电源,故B错误;
C.实验时应先接通打点计时器,后释放重物,故C错误。
故选A。
【小问2详解】
打下计数点4时重物的速度大小,等于打下点3到点5时间内的平均速度
【小问3详解】
[1]增加的动能
[2]减少的重力势能
【小问4详解】
大于的原因可能是存在空气阻力、绳与滑轮间存在摩擦力、振针与纸带间存在阻力等。
13. 如图所示,宇航员在某质量分布均匀的星球表面,将小球以水平初速度向斜面抛出,经时间t小球恰好垂直撞在斜面上。已知斜面倾角( 该星球的半径为R,忽略星球自转的影响,不计一切阻力,求:
(1)小球垂直撞在斜面前瞬间的竖直分速度大小;
(2)该星球表面的重力加速度和该星球的第一宇宙速度分别为多大。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
垂直撞在斜面上,将小球在斜面上的速度分解为水平速度,竖直速度,根据平抛运动规律得
其中
解得
【小问2详解】
由于
代入数值解得
设该星球的第一宇宙速度为v,因为忽略星球自转的影响,则星球表面附近物体万有引力等于重力即
又
解得该星球的第一宇宙速度
14. 如图所示,一不可伸长的轻质细绳一端连接质量为m=0.5kg的物块,另一端连接在质量为M=0.5kg的电动玩具汽车上。现汽车始终以恒定功率P=8W水平拉动物块由静止开始在水平地面上运动,经过一段时间后二者做速度大小为(未知)的匀速直线运动。某时刻轻绳突然断裂,从此时开始电动玩具汽车经过t=0.5s运动距离为s(未知)后,再次开始做匀速直线运动。若电动玩具汽车和物块运动过程中所受阻力均为自身重力的0.8倍,重力加速度g取 求:
(1)速度的大小;
(2)距离s的大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
由题意可知,电动玩具汽车和物块受到的阻力为
二者以匀速直线运动时,牵引力为
匀速运动时
根据以上解得
【小问2详解】
轻绳断裂后车再次做匀速直线运动
匀速运动时
再次匀速运动的速度为v₂,有
经过t=0.5s运动距离为s,根据动能定理得
由以上解得
15. 如图所示,处于竖直平面内的一探究装置,由轨道AB、圆心为半径为 的半圆轨道BC、圆心为半径为 的半圆圆管轨道CD、水平面DE、长度L=1.2m的顺时针转动的传送带EF、水平面 圆心为半径为 的圆弧组成,且各段连接处平滑衔接。现将一质量为m=0.1kg可视为质点的小物块从轨道高H处由静止释放,已知小物块与传送带间的动摩擦因数为 其他各处均光滑,不计空气阻力,重力加速度g取
(1)若H=1.6m,求小物块第一次运动到半圆轨道B点时对轨道的压力大小;
(2)要保证小物块能到达D点,求H的最小值;
(3)若H=2.6m,传送带的速度大小为 ,求小物块落到圆弧时的速度大小。
【答案】(1)5N (2)2m
(3)
【解析】
【小问1详解】
小物块从位置A到B点,根据动能定理有
在B点,根据牛顿第二定律可得
解得
根据牛顿第三定律,小物块运动到B点时对轨道的压力大小为5N。
【小问2详解】
小物块恰好能到达C点时,即
可得
从A位置到C点,根据机械能守恒定律可得
解得
此种情况到达D点时速度vD,根据动能定理有
得
故H的最小值
【小问3详解】
若H=2.6m,小物块到达E点速度为vE,根据动能定理有
代入数值得
小物块在传送带上匀减速到v时运动的距离为l,则
解得l=1m<L=1.2m,故小物块在传送带上先减速后匀速。
则小物块离开F点时的速度
小物块从传送带F点离开时速度为v,之后匀速到O₃,飞入圆弧,从O₃到圆弧时间为t,水平和竖直方向位移分别为x和y,根据平抛运动规律有
由几何知识得
解得
可得物块落到圆弧时的速度
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