精品解析:重庆市渝西中学2025-2026学年高一下学期6月阶段检测物理试题
2026-06-18
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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) | 重庆市 |
| 地区(市) | 重庆市 |
| 地区(区县) | 九龙坡区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.28 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 | 2026-06-18 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58406507.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
物理学科高一下第三次月考试卷
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。)
(改编)
1. 如图所示,弹簧振子在水平方向上AB两点间做简谐运动,O点为小球静止时球心所在的位置,关于振子小球的运动,下列说法正确的是( )
A. 从B点向O点运动,回复力越来越大
B. 从O点向A点运动,加速度越来越大
C. 从O点向A点运动,位移越来越小
D. 从B点向A点运动,弹性势能逐渐减小
(原创)
2. 如图所示,Ⅰ、Ⅲ轨道分别是天宫二号飞船在变轨前后的轨道,下列说法正确的是( )
A. 飞船在Ⅰ轨道速度小于Ⅲ轨道速度
B. 飞船在Ⅰ轨道周期大于Ⅲ轨道周期
C. 飞船从Ⅰ轨道变到Ⅲ轨道要点火减速
D. 飞船在Ⅰ轨道加速度大于Ⅲ轨道加速度
(改编)
3. 福建舰是我国自主设计建造的首艘弹射型航空母舰。借助配重小车可以进行弹射测试,测试时配重小车被弹射器从甲板上水平弹出后,落到海面上。调整弹射装置,使小车水平离开甲板时的动能变为调整前的9倍。忽略空气阻力,则小车在海面上的落点与其离开甲板处的水平距离为调整前的( )
A. 2.5倍 B. 3倍 C. 3.5倍 D. 4倍
(原创)
4. 用水平力拉一个质量m=0.2kg的物体,使它在水平面上从静止开始运动,物体与水平面间的动摩擦因数=0.2。经过t1=1s后,撤去这个水平力,物体在摩擦力的作用下又经过t2=3s停止运动,重力加速度g取10m/s²,则拉力的大小为( )
A. 0.4N B. 0.8N C. 1.2N D. 1.6N
(原创)
5. 质量相等的四个物体在一光滑水平面上排成一直线,且彼此隔开一定距离,如图所示,具有初动能E0的第一号物块向右运动,依次与其余三个静止物块发生碰撞,最后这四个物块粘成一个整体,求第三次碰撞的动能损失等于( )
A. B. C. D.
(改编)
6. 一质量为2kg的物体在水平拉力的作用下,由静止开始在水平地面上沿x轴运动,出发点为x轴零点,拉力做的功W与物体坐标x的关系如图所示。物体与水平地面间的动摩擦因数为0.2,重力加速度大小取10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 在x=1m时,拉力的功率为6W
B. 在x=4m时,物体的动能为4J
C. 从x=0m运动到x=4m,物体克服摩擦力做的功为12J
D. 从x=0m运动到x=4m的过程中,物体的动量最大为4kg·m/s
(改编)
7. 如图所示,在光滑的水平面上,质量为的小球A以速率v0向右运动,O点处有一质量为的小球B处于静止状态。小球A与小球B发生正碰后均向右运动,小球B被Q处的墙壁弹回后与小球A在P点相遇, 。若小球间的碰撞及小球与墙壁间的碰撞都是弹性碰撞且碰撞时间极短,则两小球质量之比为( )
A. B. C. D.
二、多选题(共3题,每题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对得5分,选对但不全得3分,选错得0分)
(原创)
8. 某质点做简谐运动的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 质点振动频率是0.25Hz B. 第3s末质点的位移为0
C. 在6s内质点经过的路程为20m D. 该质点的振动方程
9. 天文观测已经证实,三星系统是常见的,甚至在已知的大质量恒星群中占主导地位。如图所示,质量相等的P、O、S三颗星位于等边三角形的三个顶点上,并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行,已知等边三角形边长为l,三颗星做匀速圆周运动的周期为T,万有引力常量为G,忽略其他星体对它们的引力作用。则下列说法正确的是( )
A. 三颗星的线速度大小均为
B. 三颗星的质量均为
C. 任意两颗星间的万有引力大小为
D. 任意一颗星所受的向心力大小为
10. 如图所示,足够长粗糙斜面倾角为θ,固定在水平面上,物块a通过平行于斜面的轻绳跨过光滑轻滑轮与物块b相连,b的质量为m。开始时,a、b均静止且a刚好不受斜面摩擦力作用。现对b施加竖直向下的恒力F,使a、b做加速运动。则在b下降h高度过程中( )
A. b的加速度等于
B. a的重力势能增加mgh
C. 绳的拉力对a做的功等于a机械能的增加
D. F对b做的功与摩擦力对a做的功之和等于a、b动能的增加
三、实验题(11题7分,12题8分,共15分)
11. 如图所示,某实验小组的同学将长木板沿倾斜方向固定来验证动量守恒定律,并进行了如下的操作:
a.将斜槽固定在水平桌面上,并调整斜槽末端水平;
b.在长木板上由下往上依次铺有白纸和复写纸;
c.先让入射小球A多次从斜轨上的某位置由静止释放;然后把被碰小球B静置于轨道的末端,再将入射小球A从斜轨上同一位置由静止释放,与小球B相撞;
d.多次重复此步骤,用最小圆圈法分别找到碰撞前后小球在长木板上的平均落点,其中P点为小球A单独运动的落点。
(1)为了防止小球A被反弹,则应满足小球A的质量____________(选填“大于”、“等于”或“小于”)小球B的质量
(2)被撞小球B的落点是____________(选填“M”、“P”或“N”);
(3)关于对本实验的理解,下列正确的是____________;
A. 需测量释放点到斜槽末端的高度h
B. 需用测量小球从抛出至落到斜面的飞行时间t
C. 需用天平测量两球的质量m1和m2
D. 需测量M、P、N到斜槽末端O点的长度L1、L2、L3
(4)若两球碰撞的过程中动量守恒,则关系式____________成立(用m1、m2、L1、L2、L3表示);
12. 单摆实验装置如图1所示。
(1)根据图2所示,已知悬点对齐零刻度,测得的摆长L=________cm;
(2)小张为减小实验误差,多次改变摆长L,测量对应的单摆周期T,用多组实验数据绘制得到如图3的T2-L图像,由图可知当地重力加速度g=________(用图中字母表示)。
(3)小刘同学将一个摆长未知的单摆挂在测力传感器的探头上,用测力探头和计算机组成的实验装置来测定单摆动过程中摆线受到的拉力(摆角小于5°),计算机屏幕上得到如图所示的F-t图像,由图像可确定:
①此单摆的周期为________s;
②此摆球的质量为________kg(g取10 m/s2)。
四。解答题(13题10分,14题14分,15题18分,共计42分)
(原创)
13. 如图所示,质量为m=20g的子弹以速度v0=300m/s射向静止在光滑水平桌面上的木块,木块的质量为M=500g,子弹穿出木块后速度v1=100m/s,忽略木块质量的损失。求:
(1)子弹击穿木块后,木块运动的速度v2及整个过程中子弹对木块的冲量I;
(2)在此过程中系统损失的机械能ΔE为多大?
(改编)
14. 如图,高度h=0.45m的水平桌面上放置两个相同物块A、B,质量mA=mB=0.2kg。A、B间夹一压缩量Δx=0.15m的轻弹簧,弹簧与A、B不拴接。同时由静止释放A、B,弹簧恢复原长时A恰好从桌面左端沿水平方向飞出,水平射程xA=0.6m;B脱离弹簧后沿桌面滑行一段距离xB=0.4m后停止。A、B均视为质点,取重力加速度g=10m/s2。求:
(1)脱离弹簧时A、B的速度大小vA和vB;
(2)物块与桌面间的动摩擦因数μ;
(3)整个过程中,弹簧释放的弹性势能ΔEp。
(改编)
15. 如图所示,有一固定的光滑圆弧轨道A,半径R=0.2m,一质量为mB=1kg的小滑块B从轨道顶端滑下,已知mC=3kg,B、C间动摩擦因数μ1=0.2,长木板C右端有一个挡板,长木板C长为L。已知g取10m/s2。
(1)B滑到A的底端时对A的压力大小?
(2)若地面光滑,B恰好未与长木板C右端挡板碰撞,木板C长度L1为多少?
(3)若长木板C与地面间的动摩擦因数μ2=0.8,在B冲上长木板C左端时,给长木板一个与小滑块相同的初速度且长度在0.16m<L<0.8m时,B与C右端挡板发生碰撞,且碰后粘在一起,求B从滑上C到最终停止所用的时间。
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物理学科高一下第三次月考试卷
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。)
(改编)
1. 如图所示,弹簧振子在水平方向上AB两点间做简谐运动,O点为小球静止时球心所在的位置,关于振子小球的运动,下列说法正确的是( )
A. 从B点向O点运动,回复力越来越大
B. 从O点向A点运动,加速度越来越大
C. 从O点向A点运动,位移越来越小
D. 从B点向A点运动,弹性势能逐渐减小
【答案】B
【解析】
【详解】A.从点向点运动,振子靠近平衡位置,位移逐渐减小,由可知,回复力越来越小,故A错误;
B.从点向点运动,振子远离平衡位置,位移逐渐增大,由可知,加速度越来越大,故B正确;
C.从点向点运动,振子远离平衡位置,位移越来越大,故C错误;
D.从点向点运动,弹簧的形变量先减小后增大,则弹簧的弹性势能先减小后增大,故D错误。
故选B。
(原创)
2. 如图所示,Ⅰ、Ⅲ轨道分别是天宫二号飞船在变轨前后的轨道,下列说法正确的是( )
A. 飞船在Ⅰ轨道速度小于Ⅲ轨道速度
B. 飞船在Ⅰ轨道周期大于Ⅲ轨道周期
C. 飞船从Ⅰ轨道变到Ⅲ轨道要点火减速
D. 飞船在Ⅰ轨道加速度大于Ⅲ轨道加速度
【答案】D
【解析】
【详解】A.飞船在圆轨道上做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,根据牛顿第二定律,有
解得线速度
由图可知,轨道Ⅰ的半径小于轨道Ⅲ的半径,所以飞船在轨道Ⅰ的速度大于在轨道Ⅲ的速度,故A错误;
B.根据开普勒第三定律,有
因为轨道Ⅰ的半径小于轨道Ⅲ的半径,所以飞船在轨道Ⅰ的周期小于在轨道Ⅲ的周期,故B错误;
C.飞船从低轨道Ⅰ变轨到高轨道,需要做离心运动。根据离心运动条件,必须点火加速,增大速度,故C错误;
D.飞船在轨道上运动时,万有引力产生加速度,根据牛顿第二定律有
解得加速度
因为轨道Ⅰ的半径小于轨道Ⅲ的半径,所以飞船在轨道Ⅰ的加速度大于在轨道Ⅲ的加速度,故D正确。
故选D。
(改编)
3. 福建舰是我国自主设计建造的首艘弹射型航空母舰。借助配重小车可以进行弹射测试,测试时配重小车被弹射器从甲板上水平弹出后,落到海面上。调整弹射装置,使小车水平离开甲板时的动能变为调整前的9倍。忽略空气阻力,则小车在海面上的落点与其离开甲板处的水平距离为调整前的( )
A. 2.5倍 B. 3倍 C. 3.5倍 D. 4倍
【答案】B
【解析】
【详解】小车离开甲板后做平抛运动,在竖直方向上做自由落体运动
可得运动时间
由于甲板到海面的高度恒定,可知两次平抛的运动时间相同;小车的动能表达式为
可得速度
小车质量不变,当动能变为调整前的9倍时,水平初速度变为调整前的3倍,根据水平位移公式
在时间不变的情况下,初速度变为原来的3倍,则水平距离变为调整前的3倍。
故选B。
(原创)
4. 用水平力拉一个质量m=0.2kg的物体,使它在水平面上从静止开始运动,物体与水平面间的动摩擦因数=0.2。经过t1=1s后,撤去这个水平力,物体在摩擦力的作用下又经过t2=3s停止运动,重力加速度g取10m/s²,则拉力的大小为( )
A. 0.4N B. 0.8N C. 1.2N D. 1.6N
【答案】D
【解析】
【详解】计算滑动摩擦力大小:
对运动全程应用动量定理:物体初、末动量均为0,合外力的冲量等于动量变化量,拉力仅在时间内作用,摩擦力全程作用,因此有
解得
故选D。
(原创)
5. 质量相等的四个物体在一光滑水平面上排成一直线,且彼此隔开一定距离,如图所示,具有初动能E0的第一号物块向右运动,依次与其余三个静止物块发生碰撞,最后这四个物块粘成一个整体,求第三次碰撞的动能损失等于( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设每个物体质量为m,1号物块初速度为,初动能为
水平面光滑,碰撞过程动量守恒,每次碰撞后物块粘在一起,则第一次碰撞由动量守恒可得
同理可得第二次碰撞有
第三次碰撞有
联立解得,
第三次碰撞的动能损失为
故选C。
(改编)
6. 一质量为2kg的物体在水平拉力的作用下,由静止开始在水平地面上沿x轴运动,出发点为x轴零点,拉力做的功W与物体坐标x的关系如图所示。物体与水平地面间的动摩擦因数为0.2,重力加速度大小取10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 在x=1m时,拉力的功率为6W
B. 在x=4m时,物体的动能为4J
C. 从x=0m运动到x=4m,物体克服摩擦力做的功为12J
D. 从x=0m运动到x=4m的过程中,物体的动量最大为4kg·m/s
【答案】D
【解析】
【详解】A.在 内,根据 图像的斜率表示力可知拉力
物体受到的摩擦力为
根据牛顿第二定律有
解得
在时,由运动学公式得物体的速度
拉力的功率 ,故A错误;
B.在 时,根据动能定理有
由图可知此时
解得 ,故B错误;
C.从 运动到 ,摩擦力始终为 ,物体克服摩擦力做的功为 ,故C错误;
D.由于在 内
物体做加速运动;在 内,拉力
物体做减速运动,因此在时物体的速度最大,动量最大,由动能定理得
解得最大速度
物体的最大动量 ,故D正确。
故选D。
(改编)
7. 如图所示,在光滑的水平面上,质量为的小球A以速率v0向右运动,O点处有一质量为的小球B处于静止状态。小球A与小球B发生正碰后均向右运动,小球B被Q处的墙壁弹回后与小球A在P点相遇, 。若小球间的碰撞及小球与墙壁间的碰撞都是弹性碰撞且碰撞时间极短,则两小球质量之比为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】两球发生弹性碰撞,设碰后A、B两球的速度分别为、,规定向右为正方向,根据系统动量守恒得
已知小球间的碰撞及小球与墙壁之间的碰撞均无机械能损失,由机械能守恒定律得
从两球碰撞后到它们再次相遇,A和B的速度大小保持不变,因为
则A和B通过的路程之比为
得碰后两球速度大小之比
联立计算得出,故C正确。
故选C。
二、多选题(共3题,每题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对得5分,选对但不全得3分,选错得0分)
(原创)
8. 某质点做简谐运动的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 质点振动频率是0.25Hz B. 第3s末质点的位移为0
C. 在6s内质点经过的路程为20m D. 该质点的振动方程
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由图知简谐运动的周期为 ,则频率为 ,故A正确;
B.由图知在第 末质点的位移为 ,故B错误;
C.质点在1个周期内经过的路程为4倍振幅,即
在 内质点经历了1.5个周期,因此运动的路程为 ,故C错误;
D.该质点的振幅 ,角速度
由于时质点处于平衡位置且向正方向运动,其振动方程为 ,故D正确。
故选AD。
9. 天文观测已经证实,三星系统是常见的,甚至在已知的大质量恒星群中占主导地位。如图所示,质量相等的P、O、S三颗星位于等边三角形的三个顶点上,并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行,已知等边三角形边长为l,三颗星做匀速圆周运动的周期为T,万有引力常量为G,忽略其他星体对它们的引力作用。则下列说法正确的是( )
A. 三颗星的线速度大小均为
B. 三颗星的质量均为
C. 任意两颗星间的万有引力大小为
D. 任意一颗星所受的向心力大小为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.三颗星的轨道半径等于等边三角形外接圆的半径,则有
则三颗星的线速度大小均为
故A正确;
B.根据对称性可知,三颗星的质量相等,设三颗星的质量均为,根据牛顿第二定律可得
解得三颗星的质量均为
故B错误;
C.任意两颗星间的万有引力大小为
故C错误;
D.任意一颗星所受的向心力大小为
故D正确。
故选AD。
10. 如图所示,足够长粗糙斜面倾角为θ,固定在水平面上,物块a通过平行于斜面的轻绳跨过光滑轻滑轮与物块b相连,b的质量为m。开始时,a、b均静止且a刚好不受斜面摩擦力作用。现对b施加竖直向下的恒力F,使a、b做加速运动。则在b下降h高度过程中( )
A. b的加速度等于
B. a的重力势能增加mgh
C. 绳的拉力对a做的功等于a机械能的增加
D. F对b做的功与摩擦力对a做的功之和等于a、b动能的增加
【答案】BD
【解析】
【详解】A.a、b两物块均静止且a刚好不受斜面摩擦力作用,根据平衡条件有
解得
施加恒力F后,分别对物块a、b应用牛顿第二定律,对物块a
对物块b有
联立解得,故A错误;
B.物块a重力势能的增量为 ,故B正确;
C.根据能量守恒定律,轻绳的拉力对物块a做的功等于物块a机械能的增加量和克服摩擦力做功产生的内能之和,所以轻绳的拉力对物块a做的功大于物块a增加的机械能,故C错误;
D.对物块a、b及轻绳组成的系统应用动能定理有
可得
可知F对b做的功与摩擦力对a做的功之和等于a、b动能的增加,故D正确。
故选BD。
三、实验题(11题7分,12题8分,共15分)
11. 如图所示,某实验小组的同学将长木板沿倾斜方向固定来验证动量守恒定律,并进行了如下的操作:
a.将斜槽固定在水平桌面上,并调整斜槽末端水平;
b.在长木板上由下往上依次铺有白纸和复写纸;
c.先让入射小球A多次从斜轨上的某位置由静止释放;然后把被碰小球B静置于轨道的末端,再将入射小球A从斜轨上同一位置由静止释放,与小球B相撞;
d.多次重复此步骤,用最小圆圈法分别找到碰撞前后小球在长木板上的平均落点,其中P点为小球A单独运动的落点。
(1)为了防止小球A被反弹,则应满足小球A的质量____________(选填“大于”、“等于”或“小于”)小球B的质量
(2)被撞小球B的落点是____________(选填“M”、“P”或“N”);
(3)关于对本实验的理解,下列正确的是____________;
A. 需测量释放点到斜槽末端的高度h
B. 需用测量小球从抛出至落到斜面的飞行时间t
C. 需用天平测量两球的质量m1和m2
D. 需测量M、P、N到斜槽末端O点的长度L1、L2、L3
(4)若两球碰撞的过程中动量守恒,则关系式____________成立(用m1、m2、L1、L2、L3表示);
【答案】(1)大于 (2) (3)CD
(4)
【解析】
【小问1详解】
为了防止入射小球与被碰小球碰撞后反弹,应满足入射小球的质量大于被碰小球的质量,即小球的质量大于小球的质量。
【小问2详解】
小球单独释放时,落点为;碰后小球的速度减小,落点离点更近,所以碰后小球的落点是;被碰小球碰后的水平初速度最大,落点离点最远,因此被碰小球的落点是。
【小问3详解】
设斜面倾角为,小球做平抛运动落到斜面上,设落点到点的距离为,则水平方向有
竖直方向有
解得
验证动量守恒定律的表达式为
、、到斜槽末端点的长度、、,可得
因此实验需用天平测量两球的质量和,也需测量、、到斜槽末端点的长度、、。
故选CD。
【小问4详解】
由(3)项分析可知,若两球碰撞的过程中动量守恒,则关系式成立。
12. 单摆实验装置如图1所示。
(1)根据图2所示,已知悬点对齐零刻度,测得的摆长L=________cm;
(2)小张为减小实验误差,多次改变摆长L,测量对应的单摆周期T,用多组实验数据绘制得到如图3的T2-L图像,由图可知当地重力加速度g=________(用图中字母表示)。
(3)小刘同学将一个摆长未知的单摆挂在测力传感器的探头上,用测力探头和计算机组成的实验装置来测定单摆动过程中摆线受到的拉力(摆角小于5°),计算机屏幕上得到如图所示的F-t图像,由图像可确定:
①此单摆的周期为________s;
②此摆球的质量为________kg(g取10 m/s2)。
【答案】(1)97.90##97.88##97.89##97.91##97.92
(2)
(3) ①. ②. 0.05
【解析】
【小问1详解】
由图2读得摆长
【小问2详解】
由单摆的周期公式
可得
则 图像的斜率
由图3可知,图线的斜率
解得当地重力加速度
【小问3详解】
[1]单摆在一个周期内两次经过最低点,摆线拉力有两次最大值,由图4的图像可知,拉力变化的周期为 ,所以单摆的振动周期为
[2]在最高点时,摆球速度为零,沿绳方向合力为零,有
在最低点时,根据牛顿第二定律有,
摆球从最高点到最低点,根据动能定理有
解得摆球的质量
四。解答题(13题10分,14题14分,15题18分,共计42分)
(原创)
13. 如图所示,质量为m=20g的子弹以速度v0=300m/s射向静止在光滑水平桌面上的木块,木块的质量为M=500g,子弹穿出木块后速度v1=100m/s,忽略木块质量的损失。求:
(1)子弹击穿木块后,木块运动的速度v2及整个过程中子弹对木块的冲量I;
(2)在此过程中系统损失的机械能ΔE为多大?
【答案】(1),
(2)
【解析】
【小问1详解】
子弹击穿木块的过程中,子弹与木块组成的系统在水平方向不受外力,动量守恒,以子弹初速度的方向为正方向,由动量守恒定律有
解得木块运动的速度
根据动量定理,整个过程中子弹对木块的冲量等于木块动量的变化量,即
【小问2详解】
在此过程中系统损失的机械能为系统初始动能与末状态总动能之差,即
(改编)
14. 如图,高度h=0.45m的水平桌面上放置两个相同物块A、B,质量mA=mB=0.2kg。A、B间夹一压缩量Δx=0.15m的轻弹簧,弹簧与A、B不拴接。同时由静止释放A、B,弹簧恢复原长时A恰好从桌面左端沿水平方向飞出,水平射程xA=0.6m;B脱离弹簧后沿桌面滑行一段距离xB=0.4m后停止。A、B均视为质点,取重力加速度g=10m/s2。求:
(1)脱离弹簧时A、B的速度大小vA和vB;
(2)物块与桌面间的动摩擦因数μ;
(3)整个过程中,弹簧释放的弹性势能ΔEp。
【答案】(1) ,
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
A做平抛运动,竖直方向自由落体:
代入,求得
水平方向匀速:
A、B释放瞬间系统动量守恒(初始总动量为0):
因,故
【小问2详解】
B脱离弹簧后在桌面匀减速滑行,由动能定理:
约去整理得:
【小问3详解】
弹性势能一部分转化为A、B的动能,一部分是弹簧弹开过程中A、B克服摩擦力产生的内能。
弹簧压缩量 ,弹开过程A、B各自滑行位移均为。
代入数据求得:
(改编)
15. 如图所示,有一固定的光滑圆弧轨道A,半径R=0.2m,一质量为mB=1kg的小滑块B从轨道顶端滑下,已知mC=3kg,B、C间动摩擦因数μ1=0.2,长木板C右端有一个挡板,长木板C长为L。已知g取10m/s2。
(1)B滑到A的底端时对A的压力大小?
(2)若地面光滑,B恰好未与长木板C右端挡板碰撞,木板C长度L1为多少?
(3)若长木板C与地面间的动摩擦因数μ2=0.8,在B冲上长木板C左端时,给长木板一个与小滑块相同的初速度且长度在0.16m<L<0.8m时,B与C右端挡板发生碰撞,且碰后粘在一起,求B从滑上C到最终停止所用的时间。
【答案】(1)30N (2)0.75m
(3)
【解析】
【小问1详解】
滑块下滑到轨道底部,有
可得
在A底端,根据牛顿第二定律
解得
由牛顿第三定律可知B对A的压力是30N
【小问2详解】
对B分析,根据牛顿第二定律
可得
对C分析,根据牛顿第二定律
可得
当B、C共速时,B恰好未与长木板C右端挡板碰撞,根据运动学公式
可得 ,
根据动能定理
解得
【小问3详解】
当B滑上C瞬间,B、C速度相等,假设两者之间无相对滑动,对B、C整体有
解得
而B减速的最大加速度
故假设不成立,B、C间会有相对滑动,则B的加速度向左为
对C有牛顿第二定律
解得
假设B还未与C右端挡板发生碰撞,C就停下,设C从开始运动到停下用时为,则有
此时B、C的位移分别是 ,
则
此时
由于 ,所以假设成立,一定是C停下之后,B才与C右端挡板发生碰撞,设再经时间B与C右端挡板发生碰撞,有
解得 (另一解不符合题意,舍去)
碰撞前瞬间B的速度大小
碰撞过程由动量守恒定律可得
碰撞后B、C速度大小为
之后两者一起减速,有
经后停下,则有
解得
故总时间
将0.16m<L<0.8m带入可得
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