精品解析：河北衡水市第十三中学2025-2026学年高一上学期2月质量检测物理试卷

河北衡水市第十三中学2025-2026学年 高一上学期2月质量检测物理试卷 注意事项： 1.本试卷考试时间为75分钟，满分100分。 2.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。 一、单选题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求的。 1. 对于做曲线运动的物体，下列说法正确的是（　　） A. 若物体做平抛运动，则所受合力一定与物体速度成锐角 B. 若物体做匀速圆周运动，则其运动性质为匀加速曲线运动 C. 若物体所受合力方向不变，只要与初速度方向不共线，物体就做曲线运动 D. 曲线运动中，物体速度方向沿轨迹切线方向，合力方向也一定沿轨迹切线方向 2. “曲水流觞”是我国古代汉族民间的一种传统习俗。大家坐在河渠两旁，觞从同一位置顺流而下，漂到岸边时在谁的面前，谁就取觞饮酒。如图所示的觞随着流速恒定的河水自西向东漂向下游时，受到风力恒定的北风作用，不计其他阻力，下列说法正确的是（　　） A. 觞可能沿着运动轨迹4垂直靠岸 B. 水流速度越大靠岸时间越短 C. 觞靠岸的速度大小和风力大小无关 D. 觞的速度随时间均匀变化 3. 如图为汽车赛道示意图，在水平赛道的、、、四个位置处，弯道半径。若某赛车全程做匀速率运动，下列说法正确的是（　　） A. 赛车在四个点处的速度都相同 B. 赛车在处角速度最大 C. 赛车在处的向心加速度最大 D. 赛车在处受到赛道的摩擦力最小 4. 将A、B两个飞镖（可以看成质点）在空中同一位置同时斜向右上抛出，A抛出时的初速度大小为，方向与水平方向的夹角为53°，B抛出时的初速度大小为，方向与水平方向的夹角为37°，两飞镖在空中运动过程中始终在同一竖直线上，抛出点足够高，不计空气阻力。A、B在空中运动过程中下列判断正确的是（　　） A. A的速度变化率大于B的速度变化率 B. A先到达最高点 C. A最小速度比B最小速度小 D. 5. 如图所示，三个完全相同的小球A、B、C以不同的速度从倾角为的斜面水平抛出，，三个小球落到斜面上的速度偏向角为、、，则三个速度偏向角的大小关系为（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，倾角为的光滑固定斜面上有一个质量为的物体，通过绳子与质量为的物体相连，假设绳子的质量以及绳子与定滑轮之间的摩擦力都忽略不计，绳子不可伸长，绳子与斜面平行。已知，重力加速度为，将两物体同时由静止释放，两物体的加速度大小及绳子的拉力大小为（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 7. 如图甲所示，足够长的轨道固定在水平桌面上，一条跨过光滑定滑轮的轻质细绳两端分别连接物块和，轻绳与轨道平行。改变物块的质量，可以得到物块运动的加速度和绳中拉力的关系图像如图乙所示。关于此运动的分析，下列说法正确的是（　　） A. 绳中拉力等于物块所受合力 B. 物块的质量为 C. 物块在运动方向上除了拉力，其他力合力大小为 D. 若轨道光滑，则轨道平面与水平面间的夹角为 二、多选题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上正确答案，全部选对得6分，漏选得3分，错选0分。 8. 如图所示，某变速箱中有甲、乙、丙三个齿轮，其齿数分别为30、10、50，三个齿轮之间彼此不打滑，A、B、C三点分别为三个齿轮边缘上的点，当齿轮转动时，下列说法正确的是（　　） A. 甲、乙、丙三个齿轮的半径之比为 B. A、B、C三点的线速度大小之比为 C. A、B、C三点的角速度之比为 D. A、B、C三点的转速之比为 9. 高速铁路的建立大大缩短了旅行时间，要保证安全高速的通过每一个弯道，下列做法正确的是（　　） A. 增加列车的质量 B. 增大转弯半径 C. 适当增大内外轨道间的高度差 D. 适当减小内外轨道间的高度差 10. 某粮库使用电动机运粮。如图所示，配重和电动机连接小车的缆绳均平行于斜坡，斜坡与水平面间的夹角为，电动机的牵引绳张力为，装满粮食的小车以速度沿斜坡匀速上行。关闭电动机后，小车又沿斜坡上行时间到达卸粮点时，速度恰好为零，减速上行的路程为。卸粮后，给小车一个向下的初速度，小车沿斜坡刚好匀速下行。已知小车质量，车上粮食质量，配重质量，重力加速度取，小车运动时受到的摩擦阻力与车及车上粮食总重力成正比，比例系数为，配重始终未接触地面，不计电动机自身机械摩擦损耗及缆绳质量。则（　　） A. B. C. D. 三、非选择题：本题共5道小题，共54分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分；有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 某实验小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验。 （1）本实验采用的实验方法是___________； A. 控制变量法 B. 等效替代法 C. 理想模型法 （2）实验时，将橡皮条的一端固定在木板上，另一端系在轻质小圆环上。将两细线也系在小圆环上，它们的另一端均挂上测力计。用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力拉动两个测力计，小圆环停止时由两个测力计的示数得到两拉力的大小并___________； A. 用刻度尺量出橡皮条的长度 B. 用刻度尺量出两细线的长度 C. 用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置 D. 用铅笔在白纸上标记出两细线的方向 （3）另一实验小组设计了如图乙所示的实验，弹簧测力计A、B与重物分别通过轻质细绳连接于点，弹簧测力计A另一端固定在P，整个装置在竖直平面内，若保持方向不变，现使弹簧测力计B由水平方向顺时针缓慢转动到竖直方向。在此过程中，弹簧测力计B的示数___________。（填“不断减小”“不断增大”“先减小后增大”或“先增大后减小”） 12. 某实验小组探究平抛运动的规律。如图甲所示，在地面上平铺一个带有插槽的木板，其上等间隔地分布着平行的、、、等插槽，其中在重垂线的正下方。将覆盖复写纸的方格纸铺在硬纸板B上，将B板竖直插入槽中，使小球从斜轨上滚下，小球与B板碰撞，即可获取一个点迹。图乙中a、b、c、d分别对应某次实验中B板在、、、时获得的点迹，根据这些点迹对平抛运动进行研究。 （1）关于本次实验，下列说法正确的是________； A. 斜轨应尽量光滑，以减小实验误差 B. 斜轨末端必须保持水平 C. 小球必须从斜轨上同一位置由静止释放 （2）为测量小球平抛的初速度，实验中除了用到如图甲所示的器材之外，还需要用到________； A. 天平 B. 秒表 C. 刻度尺 （3）若图乙中的每个小方格边长为L，当地重力加速度大小为g，相邻插槽间距为d， ①小球平抛的初速度________（用d、g、L表示）； ②若每个正方形小格的边长为5.00cm，相邻插槽间距为，重力加速度g取，则小球打在b点的速度大小________m/s。 13. 如图所示，x、y轴相互垂直且xOy平面在竖直平面内，一质量为1kg的小球在xOy平面内从O点以大小，方向与x轴正方向成的速度斜向上抛出，同时受到沿y轴负方向、大小为的恒力作用，重力加速度g取。求： （1）小球上升到y轴最高点所用时间t； （2）小球上升到y轴最高点时速度大小； （3）小球落回x轴的位置坐标和速度。 14. 如图所示，物块静置于粗糙水平台面上，半球体静置于粗糙水平地面上，质量为的光滑小球（可视为质点）放在半球体上，点为三根轻绳的结点。系统在图示位置处于静止状态，点位于半球体球心的正上方，竖直，水平，恰好与半球体相切且与竖直方向的夹角。已知重力加速度大小为，求： （1）绳的拉力大小； （2）地面对的摩擦力大小。 15. 莫同学根据游乐场里的旋转圆盘制作一个等效模型。如图所示，水平支架固定于可转动的竖直支架上，将物块B套在水平支架上并处于支架边缘，小物块B的质量，小物块B与水平支架间的动摩擦因数，B距竖直支架的距离为。水平支架与竖直支架连接处有小孔，用一根长的细线穿过小孔将质量为的小球A和小物块B连接，小物块B与水平支架保持相对静止。现控制物体B不动，让小球A在水平面内做角速度的匀速圆周运动，重力加速度g取，忽略空气阻力，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A、B距离地面足够高，，。 （1）求细线与竖直方向的夹角； （2）小球A运动不变，水平支架转动起来，要使小物块B与水平支架保持相对静止，求小物块所受摩擦力f与水平支架角速度平方之间的函数关系式以及水平支架角速度的取值范围； （3）在水平支架角速度为（2）问中的最大值的情况下，当小球A和小物块B转动至两者速度方向相反时，由于某种原因细线突然断裂，求经过多长时间小球A和小物块B的速度相互垂直。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 河北衡水市第十三中学2025-2026学年 高一上学期2月质量检测物理试卷 注意事项： 1.本试卷考试时间为75分钟，满分100分。 2.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。 一、单选题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求的。 1. 对于做曲线运动的物体，下列说法正确的是（　　） A. 若物体做平抛运动，则所受合力一定与物体速度成锐角 B. 若物体做匀速圆周运动，则其运动性质为匀加速曲线运动 C. 若物体所受合力方向不变，只要与初速度方向不共线，物体就做曲线运动 D. 曲线运动中，物体速度方向沿轨迹切线方向，合力方向也一定沿轨迹切线方向 【答案】C 【解析】 【详解】A．在平抛运动的初始位置，速度方向水平，合力（即重力）方向竖直向下，两者夹角为90°，A 错误； B．若做匀速圆周运动，加速度大小不变、方向变化，物体做变加速运动，B 错误； C．若合外力方向不变且与初速度不共线，物体的加速度方向恒定，速度方向不断变化，轨迹必为曲线（如平抛运动），C 正确； D．曲线运动中，物体速度方向沿轨迹切线方向，合力方向指向运动轨迹内侧，D 错误。 故选C。 2. “曲水流觞”是我国古代汉族民间的一种传统习俗。大家坐在河渠两旁，觞从同一位置顺流而下，漂到岸边时在谁的面前，谁就取觞饮酒。如图所示的觞随着流速恒定的河水自西向东漂向下游时，受到风力恒定的北风作用，不计其他阻力，下列说法正确的是（　　） A. 觞可能沿着运动轨迹4垂直靠岸 B. 水流速度越大靠岸时间越短 C. 觞靠岸的速度大小和风力大小无关 D. 觞的速度随时间均匀变化 【答案】D 【解析】 【详解】A．觞有沿水流方向的分速度，不可能沿着运动轨迹4垂直靠岸，故A错误； B．运动具有独立性，靠岸时间由垂直于岸边的运动决定，垂直于岸边的运动的位移、加速度均与水流速度无关，因此靠岸时间不随水流速度变化，故B错误； C．垂直河岸方向，风力越大，运动得越快，觞靠岸的速度越大，所用时间越少，故C错误； D．觞的初速度不为零，受恒力作用，做匀变速曲线运动，速度随时间均匀变化，D正确。 故选D。 3. 如图为汽车赛道示意图，在水平赛道的、、、四个位置处，弯道半径。若某赛车全程做匀速率运动，下列说法正确的是（　　） A. 赛车在四个点处的速度都相同 B. 赛车在处角速度最大 C. 赛车在处的向心加速度最大 D. 赛车在处受到赛道的摩擦力最小 【答案】C 【解析】 【详解】A．速度是矢量，曲线运动某点的瞬时速度是该点曲线的切线方向，赛车在四个点处的速度方向不同，故速度不相同，A错误； B．根据角速度与线速度的关系式 赛道各处车速相等，线速度大小相等，弯道半径 可知处的赛车角速度最小，B错误； C．根据向心加速度公式 赛车速率相等，线速度大小相等，弯道半径 故弯道处的赛车向心加速度最大，C正确； D．由题意可知静摩擦力提供赛车的向心力，根据牛顿第二定律有 赛道上速率相等，线速度大小相等，弯道半径 可知处的赛车受到赛道的摩擦力最大，D错误。 故选C。 4. 将A、B两个飞镖（可以看成质点）在空中同一位置同时斜向右上抛出，A抛出时的初速度大小为，方向与水平方向的夹角为53°，B抛出时的初速度大小为，方向与水平方向的夹角为37°，两飞镖在空中运动过程中始终在同一竖直线上，抛出点足够高，不计空气阻力。A、B在空中运动过程中下列判断正确的是（　　） A. A的速度变化率大于B的速度变化率 B. A先到达最高点 C. A最小速度比B最小速度小 D. 【答案】D 【解析】 【详解】A. 速度变化率即加速度，两飞镖均只受重力作用，加速度均为重力加速度，故A的速度变化率等于B的速度变化率，故A错误。 BD. 两飞镖始终在同一竖直线上，说明水平位移相同，故水平分速度相等 即 解得 上升时间由竖直方向初速度决定， A的竖直初速度 B的竖直初速度 又 代入得 因 故A的上升时间大于B的上升时间，B先到达最高点，故B错误，D正确。 C. 最小速度发生在最高点，此时竖直分速度为零，速度等于水平分速度。又水平分速度相等，则有 故最小速度相同，故C错误。 故选D。 5. 如图所示，三个完全相同的小球A、B、C以不同的速度从倾角为的斜面水平抛出，，三个小球落到斜面上的速度偏向角为、、，则三个速度偏向角的大小关系为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设小球速度偏转角为，三个小球落在斜面上的位移偏向角均为，则根据速度偏转角与位移偏转角的关系 可知三个小球速度偏向角也相同。 故A正确。 6. 如图所示，倾角为的光滑固定斜面上有一个质量为的物体，通过绳子与质量为的物体相连，假设绳子的质量以及绳子与定滑轮之间的摩擦力都忽略不计，绳子不可伸长，绳子与斜面平行。已知，重力加速度为，将两物体同时由静止释放，两物体的加速度大小及绳子的拉力大小为（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】D 【解析】 【详解】根据牛顿第二定律，对A有 对B有 解得，，故选D。 7. 如图甲所示，足够长的轨道固定在水平桌面上，一条跨过光滑定滑轮的轻质细绳两端分别连接物块和，轻绳与轨道平行。改变物块的质量，可以得到物块运动的加速度和绳中拉力的关系图像如图乙所示。关于此运动的分析，下列说法正确的是（　　） A. 绳中拉力等于物块所受合力 B. 物块的质量为 C. 物块在运动方向上除了拉力，其他力合力大小为 D. 若轨道光滑，则轨道平面与水平面间的夹角为 【答案】B 【解析】 【详解】A．从图像看出，当拉力等于零时，物块的加速度大小为，说明绳的拉力小于物块所受合力，故A错误； B．设物块的质量为，在运动方向上除了拉力，设其它力合力大小为，根据牛顿第二定律得 变形得 图线的斜率 解得，故B正确； C．由图线与纵轴的交点可知，故C错误； D．若轨道光滑，结合C项分析可知， 得 小于，故D错误。 故选B。 二、多选题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上正确答案，全部选对得6分，漏选得3分，错选0分。 8. 如图所示，某变速箱中有甲、乙、丙三个齿轮，其齿数分别为30、10、50，三个齿轮之间彼此不打滑，A、B、C三点分别为三个齿轮边缘上的点，当齿轮转动时，下列说法正确的是（　　） A. 甲、乙、丙三个齿轮的半径之比为 B. A、B、C三点的线速度大小之比为 C. A、B、C三点的角速度之比为 D. A、B、C三点的转速之比为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由齿数分别为30、10、50，可知甲、乙、丙三个齿轮的半径之比为 ，A错误； B．由于三个轮相互不打滑，则甲、乙、丙边缘A、B、C三点的线速度大小之比为，B正确； C．根据 可得甲、乙、丙边缘A、B、C三点的角速度之比为，C正确； D．根据 可知A、B、C三点的转速之比为，D错误。 故选BC。 9. 高速铁路的建立大大缩短了旅行时间，要保证安全高速的通过每一个弯道，下列做法正确的是（　　） A. 增加列车的质量 B. 增大转弯半径 C. 适当增大内外轨道间的高度差 D. 适当减小内外轨道间的高度差 【答案】BC 【解析】 【详解】轨道上的列车做圆周运动的向心力公式 由于角很小，因此 可得速度 故可以通过增大转弯半径、适当增大内外轨道间的高度差的方法来提高转弯速度，列车的质量不会影响转弯的安全速度。 故选BC。 10. 某粮库使用电动机运粮。如图所示，配重和电动机连接小车的缆绳均平行于斜坡，斜坡与水平面间的夹角为，电动机的牵引绳张力为，装满粮食的小车以速度沿斜坡匀速上行。关闭电动机后，小车又沿斜坡上行时间到达卸粮点时，速度恰好为零，减速上行的路程为。卸粮后，给小车一个向下的初速度，小车沿斜坡刚好匀速下行。已知小车质量，车上粮食质量，配重质量，重力加速度取，小车运动时受到的摩擦阻力与车及车上粮食总重力成正比，比例系数为，配重始终未接触地面，不计电动机自身机械摩擦损耗及缆绳质量。则（　　） A. B. C. D. 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．设电动机的牵引绳张力为，小车和配重一起向上匀速运动时，设绳的张力为，对配重有 设斜面倾角为，对小车匀速有 而卸粮后给小车一个向下的初速度，小车沿斜坡刚好匀速下行，有 联立各式解得，则，故A错误、B正确； C．关闭电动机后小车和配重一起做匀减速直线运动，设加速度为，对系统由牛顿第二定律有 可得 由运动学公式可知，解得，故C错误； D．由运动学公式可知，解得，故D正确。 故选BD。 三、非选择题：本题共5道小题，共54分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分；有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 某实验小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验。 （1）本实验采用的实验方法是___________； A. 控制变量法 B. 等效替代法 C. 理想模型法 （2）实验时，将橡皮条的一端固定在木板上，另一端系在轻质小圆环上。将两细线也系在小圆环上，它们的另一端均挂上测力计。用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力拉动两个测力计，小圆环停止时由两个测力计的示数得到两拉力的大小并___________； A. 用刻度尺量出橡皮条的长度 B. 用刻度尺量出两细线的长度 C. 用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置 D. 用铅笔在白纸上标记出两细线的方向 （3）另一实验小组设计了如图乙所示的实验，弹簧测力计A、B与重物分别通过轻质细绳连接于点，弹簧测力计A另一端固定在P，整个装置在竖直平面内，若保持 方向不变，现使弹簧测力计B由水平方向顺时针缓慢转动到竖直方向。在此过程中，弹簧测力计B的示数___________。（填“不断减小”“不断增大”“先减小后增大”或“先增大后减小”） 【答案】（1）B （2）CD （3）先减小后增大 【解析】 【小问1详解】 该实验过程，合力与分力的作用效果相同，所以本实验采用的科学方法是等效替代法，故选B。 【小问2详解】 将橡皮条的一端固定在木板上，另一端系在轻质小圆环上。将两细线也系在小圆环上，它们的另一端均挂上测力计。用互成一定角度、方向平行于木板、大小适当的力拉动两个测力计，小圆环停止时由两个测力计的示数得到两拉力和的大小，还需要用铅笔在白纸上标记出小圆环的位置以及用铅笔在白纸上标记出两细线的方向。故选CD； 【小问3详解】 由动态分析可知，当弹簧测力计B与弹簧测力计A垂直时，弹簧测力计B上的力最小，之后逐渐增大，故弹簧测力计B顺时针转动到竖直方向的过程中弹簧测力计B的示数先减小后增大。 12. 某实验小组探究平抛运动的规律。如图甲所示，在地面上平铺一个带有插槽的木板，其上等间隔地分布着平行的、、、等插槽，其中在重垂线的正下方。将覆盖复写纸的方格纸铺在硬纸板B上，将B板竖直插入槽中，使小球从斜轨上滚下，小球与B板碰撞，即可获取一个点迹。图乙中a、b、c、d分别对应某次实验中B板在、、、时获得的点迹，根据这些点迹对平抛运动进行研究。 （1）关于本次实验，下列说法正确的是________； A. 斜轨应尽量光滑，以减小实验误差 B. 斜轨末端必须保持水平 C. 小球必须从斜轨上同一位置由静止释放 （2）为测量小球平抛的初速度，实验中除了用到如图甲所示的器材之外，还需要用到________； A. 天平 B. 秒表 C. 刻度尺 （3）若图乙中的每个小方格边长为L，当地重力加速度大小为g，相邻插槽间距为d， ①小球平抛的初速度________（用d、g、L表示）； ②若每个正方形小格的边长为5.00cm，相邻插槽间距为，重力加速度g取，则小球打在b点的速度大小________m/s。 【答案】（1）BC （2）C （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 AC．为了保证每次小球离开斜轨的速度相同，小球必须从斜轨上同一位置由静止释放，但斜轨不需要尽量光滑，A错误，C正确； B．为了保证小球离开斜轨后做平抛运动，斜轨末端必须保持水平，B正确； 故选BC。 【小问2详解】 在图甲所示实验中，除了用到图中器材之外，下列器材还需要用到刻度尺，测量小球的坐标，才能求出小球的初速度，不需要天平和秒表。 故选C。 【小问3详解】 [1]根据匀变速直线运动推论 解得 小球平抛的初速度 [2]由题图可得，竖直方向有 解得 水平方向有 解得小球做平抛运动的初速度大小为 小球在b点的竖直分速度大小为 则小球在b点的速度大小为 13. 如图所示，x、y轴相互垂直且xOy平面在竖直平面内，一质量为1kg的小球在xOy平面内从O点以大小，方向与x轴正方向成的速度斜向上抛出，同时受到沿y轴负方向、大小为的恒力作用，重力加速度g取。求： （1）小球上升到y轴最高点所用时间t； （2）小球上升到y轴最高点时速度大小； （3）小球落回x轴的位置坐标和速度。 【答案】（1）0.25s （2）4m/s （3）（2m，0），5m/s，方向与x轴正方向成斜向下 【解析】 【小问1详解】 小球沿y方向的速度 小球上升过程中的加速度大小 小球上升到y轴最高点所用时间 【小问2详解】 小球上升到最高点时 沿x方向的速度 【小问3详解】 小球落回x轴时，小球运动的总时间为 沿x轴 故坐标为 取小球从最高点落回x轴的过程，在竖直方向上有 合速度 速度方向与轴正方向成37°斜向下。 14. 如图所示，物块静置于粗糙水平台面上，半球体静置于粗糙水平地面上，质量为的光滑小球（可视为质点）放在半球体上，点为三根轻绳的结点。系统在图示位置处于静止状态，点位于半球体球心的正上方，竖直，水平，恰好与半球体相切且与竖直方向的夹角。已知重力加速度大小为，求： （1）绳的拉力大小； （2）地面对的摩擦力大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 对小球受力分析，可得绳的拉力大小为 对点受力分析，可得绳的拉力大小为 【小问2详解】 对点受力分析，可得绳的拉力大小为 对绳 、和小球、半球体整体受力分析，地面对的摩擦力大小为 15. 莫同学根据游乐场里的旋转圆盘制作一个等效模型。如图所示，水平支架固定于可转动的竖直支架上，将物块B套在水平支架上并处于支架边缘，小物块B的质量，小物块B与水平支架间的动摩擦因数，B距竖直支架的距离为。水平支架与竖直支架连接处有小孔，用一根长的细线穿过小孔将质量为的小球A和小物块B连接，小物块B与水平支架保持相对静止。现控制物体B不动，让小球A在水平面内做角速度的匀速圆周运动，重力加速度g取，忽略空气阻力，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A、B距离地面足够高，，。 （1）求细线与竖直方向的夹角； （2）小球A运动不变，水平支架转动起来，要使小物块B与水平支架保持相对静止，求小物块所受摩擦力f与水平支架角速度平方之间的函数关系式以及水平支架角速度的取值范围； （3）在水平支架角速度为（2）问中的最大值的情况下，当小球A和小物块B转动至两者速度方向相反时，由于某种原因细线突然断裂，求经过多长时间小球A和小物块B的速度相互垂直。 【答案】（1） （2）（或）， （3） 【解析】 【小问1详解】 对小球A受力分析如图所示 由牛顿第二定律有 可得 由几何关系知 解得 即 【小问2详解】 当物块受到的最大静摩擦力指向圆心时，水平支架最大，则 解得 当物块受到的最大静摩擦力背离圆心时，水平支架最小，则 解得 故水平支架角速度的取值范围 设沿半径指向圆心为正方向，则 若设沿半径背离圆心为正方向，则 【小问3详解】 线断后、均做平抛运动，设经时间t，和速度垂直，由平抛运动规律知此时、竖直方向速度均为 水平方向， 作图，由几何关系得 即 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $