精品解析:福建泉州第五中学2025-2026学年高一下学期5月期中物理试题
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 | - |
| 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) | 福建省 |
| 地区(市) | 泉州市 |
| 地区(区县) | 鲤城区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.99 MB |
| 发布时间 | 2026-06-18 |
| 更新时间 | 2026-06-18 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-18 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58407088.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
泉州五中2028届高一下学期物理单元测试(三)
第3章 圆周运动
(试卷满分100分;完成时间 60 分钟)
一、单项选择题:本题共 4 小题,每小题 4 分,共 16 分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的。
1. 如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型,下列说法正确的是( )
A. 图a中汽车通过凹形桥的最低点时处于失重状态;
B. 图b中增大θ,但保持圆锥的高度不变,则圆锥摆的角速度改变;
C. 图c中脱水桶的脱水原理是水滴受到的实际的力小于所需的向心力从而被甩出;
D. 图d中火车转弯超过规定速度行驶时会挤压内轨。
【答案】C
【解析】
【详解】A.汽车在凹形桥最低点,有,其加速度向上,即汽车在最低点处于超重状态,故A项错误;
B.对其受力分析有
整理有
由于为其圆锥的高度,由题意可知圆锥的高度不变,所以圆锥摆的角速度不变,故B项错误;
C.脱水桶工作时,水滴做圆周运动,当水滴受到的附着力(实际提供的力)不足以提供所需的向心力时,水滴做离心运动被甩出,故C项正确;
D.火车转弯超过规定速度行驶时,重力和支持力的合力不足以提供向心力,火车有离心趋势,会挤压外轨,故D项错误。
故选C。
2. 为了测定子弹的飞行速度,在一根水平放置的轴杆上固定两个薄圆盘A、B,盘A、B平行且相距,轴杆的转速为,子弹穿过两盘留下两弹孔 ,测得两弹孔所在半径的夹角 ,如图所示。则该子弹的速度可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意,由公式可得,角速度为
设子弹的传播时间为,则有
解得
该子弹的速度为
当 时
当时
当时
故选C。
3. 建于永乐桥上的摩天轮是天津市的一座地标性建筑。摩天轮在竖直平面内匀速转动,游客放在观光舱地板上的一个水杯与舱相对静止,可视为质点。观光舱从位置A(最高点)顺时针运动到位置B(圆心等高点)的过程中,下列关于水杯的受力说法正确的是( )
A. 支持力逐渐变大 B. 摩擦力先变小后变大
C. 支持力不做功 D. 摩擦力的功率一直变大
【答案】A
【解析】
【详解】AB.对水杯从位置A(最高点)顺时针运动到位置B(圆心等高点)的过程中进行受力分析,如图所示
水杯受到竖直向下的重力 、观光舱对水杯竖直向上的支持力和水平方向的摩擦力的作用,三者的合力提供向心力,由于摩天轮在竖直平面内做匀速转动,因此向心力大小不变,方向指向圆心。由于支持力N和重力G在竖直方向,设二者的合力为,向心力与竖直方向的夹角为,则有,
解得
水杯从位置A顺时针运动到位置B的过程中,从 逐渐增大到,则 减小, 增大,由于和 大小不变,所以支持力N逐渐增大,摩擦力f也逐渐增大,故A正确,B错误;
C.支持力方向始终竖直向上,速度有竖直方向的分量,所以支持力做功不为零,故C错误;
D.摩擦力的功率为
从 逐渐增大到的过程中,从 逐渐增大到,则先增大后减小,所以摩擦力的功率也是先增大后减小,故D错误。
故选A。
4. 如图所示,一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度转动,盘面上离轴距离0.5m处有一质量为0.2kg的小物体,与盘面间的动摩擦因数为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。已知盘面与水平面的夹角为30°,g取,若小物体与圆盘恰好能始终保持相对静止,则( )
A.
B. 小物体做圆周运动的向心力等于其受到的摩擦力
C. 最高点与最低点受到的摩擦力相差0.5N
D. 物体在与圆心等高处受到的摩擦力大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.最低点最容易滑动,小物体恰好相对静止,说明最低点静摩擦力达到最大值。对最低点受力分析,沿盘面指向圆心的合力提供向心力
解得,故A错误;
B.小物体的向心力由重力沿盘面的分力和摩擦力的合力提供,不是仅由摩擦力提供,故B错误;
C.最高点沿盘面指向圆心方向受力
得
则最高点摩擦力大小为,方向沿斜面向上
最低点沿盘面指向圆心方向受力
得
摩擦力大小差,故C错误;
D.物体在圆心等高处时,重力沿斜面向下的分力为,方向垂直于圆心与物体的连线;向心力沿连线指向圆心,大小为
摩擦力是两个垂直分力的合力,故D正确。
故选D。
二、双项选择题:本题共 4 小题,每小题 6 分,共 24 分。每小题有两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。
5. 旋转餐桌的桌面上放置一茶杯,某同学用手开始转动转盘,用手可以调节圆盘转动的角速度,设茶杯受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法正确的是( )
A. 茶杯和餐盘一起匀速转动时,茶杯受到重力、支持力和静摩擦力的作用
B. 在茶杯中加水,茶杯开始滑动的临界速度不变
C. 当转动速度变快,茶杯会受到离心力的作用发生相对滑动
D. 加速转动时,茶杯受到的摩擦力始终指向圆心
【答案】AB
【解析】
【详解】A.茶杯和餐盘一起匀速转动时,茶杯受到重力、支持力和静摩擦力的作用,故A正确;
B.当茶杯将要产生滑动时,有
可得
可知在茶杯中加水,茶杯开始滑动的临界速度不变,故B正确;
C.当转动速度变快,茶杯会受到最大静摩擦力不足以提供做圆周运动的向心力时则发生相对滑动,做离心运动,不是受离心力的作用,故C错误;
D.加速转动时,合外力不再指向圆心,即摩擦力方向不再指向圆心,茶杯受到的摩擦力方向与速度夹角为锐角,并非指向圆心,故D错误。
故选AB。
6. 汽车后备厢盖一般都配有可伸缩的液压杆,如图甲所示,其示意图如图乙所示,可伸缩液压杆上端固定于后盖上A点,下端固定于箱内O'点,B也为后盖上一点。后盖可绕过O点的固定铰链转动。在合上后备厢盖的过程中( )
A. A点相对O'点做圆周运动
B. A点与B点相对于O点转动的线速度大小相等
C. A点与B点相对于O点转动的角速度大小相等
D. A点相对于O点转动的向心加速度小于B点相对于O点转动的向心加速度
【答案】CD
【解析】
【分析】
【详解】A.A点绕O点转动,相对O点做圆周运动,相对O′点不是圆周运动,选项A错误;
BC.A点与B点相对于O点转动的角速度大小相等,根据v=ωr可知,A点与B点相对于O点转动的线速度大小不相等,选项B错误,C正确;
D.根据a=ω2r可知,A点相对于O点转动的向心加速度小于B点相对于O点转动的向心加速度,选项D正确。
故选CD。
7. 如图所示,在水平圆盘上,沿直径方向有两个用轻绳(伸直且无弹力)相连的可视为质点的物体A和B分居圆心两侧,与圆盘一起绕中轴线转动,转动角速度ω从零开始缓慢增大,直到两物块相对圆盘运动为止。已知两物体的质量均为m,距中轴线的距离分别为r和3r,与圆盘间的动摩擦因数均为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。则下列说法正确的是( )
A. 当圆盘的角速度大于时,绳中有拉力
B. 当圆盘的角速度等于时,物块A受到的摩擦力方向指向圆心
C. 当圆盘的角速度等于时,物块A和B将相对圆盘向B的一侧滑动
D. 当物块A和B相对圆盘恰好发生滑动时,绳子拉力大小为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.物体做圆周运动的向心力由静摩擦力提供,当静摩擦力达到最大值时,对应的角速度为临界角速度,对物体A有
对物体B有
解得,
可知B的临界角速度更小,所以当圆盘的角速度大于时,绳中有拉力,故A正确;
B.随着角速度的增大,因为,即物体B需要更多的向心力,物体B的摩擦力已经达到最大,需要拉力来提供向心力,对物体A而言摩擦力反而减小,当物体A的摩擦力为零时,有,
解得
即当圆盘的角速度等于时,物块A受到的摩擦力为零,故B错误;
C.随着角速度继续增大,物体B的摩擦力已经达到最大,保持不变,物体A的摩擦力开始背离圆心逐渐增大,当物体A的摩擦力最大时,有,
可得
二者的摩擦力方向均向左,即当圆盘的角速度等于时,物块A和B将相对圆盘向B的一侧滑动,故C正确;
D.当物块A和B相对圆盘恰好发生滑动时,将代入
解得,故D错误。
故选AC。
8. 如图,轻杆长为 L, 一端铰接在地面上可自由转动,一端固定一质量为 m 的小球 (半径可忽略), 一表面光滑的立方体物块 (边长为 a, 且 a 远小于杆长 L) 在水平外力 F 作用下由杆的小球一端沿光滑地面以速度向左做匀速直线运动,并将杆顶起。下列哪些说法是正确的 ( )
A. 在杆与地面夹角转到 90° 之前,小球的速度一直增大
B. 在杆与地面夹角转到 90° 之前,小球的角速度一直减小
C. 当杆与地面的夹角为 θ 时,棒的角速度
D. 当杆与地面的夹角为 θ 时,小球的瞬时速率为
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.设立方体与杆接触点到铰链的水平距离为 ,由几何关系有
立方体向左匀速运动,有 ,又 ,得杆的角速度
小球的瞬时速率为
在杆与地面夹角转到 之前, 增大,和 都一直增大,故A正确,B错误。
CD.由以上分析可知,当杆与地面的夹角为 时,杆的角速度为 ,小球的瞬时速率为 ,故C错误,D正确。
故选AD。
三、非选择题,共 60 分。考生根据要求作答。
9. 走时准确的电子钟分针与时针的角速度之比为_______; 若分针的长度是时针长度的1.5倍,则分针针尖的线速度是时针针尖线速度大小的_______ 倍。
【答案】 ①. 12:1 ②. 18
【解析】
【分析】
【详解】[1]分针的周期为
T1=60min=3600s
时针的周期为
T2=12h=43200s
根据
可知分针与时针的角速度之比为
[2]根据
可得分针针尖的线速度是时针针尖线速度大小之比
10. 如图所示,是带有一白点的黑色圆盘,可绕过其中心、垂直于盘面的轴匀速转动,每秒沿顺时针方向旋转50圈。在暗室中用每秒闪光52次的频闪光源照射圆盘,观察到白点每秒沿______方向旋转,白点转动一圈的时间为_____s。
【答案】 ①. 逆时针 ②. 5
【解析】
【详解】[1]由于光源的闪光周期小于白点做圆周运动的周期,光源每次闪光时,白点都没有来得及回到前一次闪光时的位置,即都在前一次闪光时位置的左侧,光源连续闪光,白点的位置就连续向左逆时针移到,所以白点逆时针旋转;
[2]白点的频率为 ,白点的角速度为
光源的频率为 ,光源的角速度为
设白点转动一圈的时间为t
解得
11. 图甲所示为向心力演示仪,长槽的A、B处和短槽的C处到各自转轴中心的距离之比为 ,图乙为三层塔轮的大小关系。使用该装置探究小球做圆周运动时所需向心力的大小F与它的质量m、角速度ω、半径r之间的关系。
(1)下列实验与本实验所采用的实验方法相同的是( )
A. 探究两个互成角度力的合成规律
B. 探究弹簧弹力与弹簧形变量关系
C. 探究加速度与物体受力、物体质量关系
(2)在探究向心力的大小F与半径r的关系时,该同学需要把两个相同的小钢球分别放在B和C位置处,同时还需要将传动皮带调至________塔轮。
A. 第一层 B. 第二层 C. 第三层
(3)两个相同的小钢球分别放在A和C位置处,若此时传动皮带位于第二层塔轮,则两钢球的向心力大小之比________。
【答案】(1)C (2)A
(3)
【解析】
【小问1详解】
探究向心力的大小与小球质量m、角速度和半径r之间的关系,采用的实验方法是控制变量法。
A.探究两个互成角度的力的合成规律,采用的是等效替代的实验方法,故A错误;
B.探究弹簧弹力与弹簧形变量关系,并没有采用控制变量法,故B错误;
C.探究加速度与物体受力、物体质量的关系,采用的实验方法是控制变量法,故C正确。
故选C。
【小问2详解】
在某次实验中,把两个质量相等的钢球放在B、C位置,此时探究的是向心力大小与半径的关系,将控制两小球做圆周运动的角速度相等,则需要将传动皮带调至第一层塔轮。
故选A。
【小问3详解】
两个相同的小钢球分别放在A和C位置处,此时传动皮带位于第二层塔轮,则塔轮半径之比为2:1,根据可知,角速度之比为1:2,根据向心力公式
可知向心力之比为1:4。
12. 某建筑工地上,工人用一根长度为 的轻质硬杆,两端分别固定一个配重块:左侧P块质量,右侧Q块质量。杆上距P块的位置有一个光滑转轴O,可以将整套装置悬挂在支架上。测试时,工人把杆抬到水平位置(P、Q在同一水平高度)然后无初速释放,让Q块在竖直平面内顺时针摆动。当Q块第一次摆到最低点时,忽略空气阻力与轴处摩擦,重力加速度。求:
(1)此时P块的速度大小;
(2)从初始水平位置到该过程中,杆对P块是否做功?若做功,求出杆对P块做的功;
(3)此时杆对P块的作用力大小和方向。
【答案】(1)
(2)是,80J (3),方向竖直向上
【解析】
【小问1详解】
系统机械能守恒,P、Q角速度相同
根据
可得,线速度满足
由能量守恒方程
代入数据解得
【小问2详解】
对P块应用动能定理:重力做负功,杆的作用力做正功。设杆对P块做功为,则:
解得
因此,杆对P块做正功,大小为。
【小问3详解】
取竖直向上为正方向,设杆对P块的作用力大小为。P块在最高点时受重力与杆作用力,向心力向下
解得
方向竖直向上。
13. 如图所示,在竖直平面内,粗糙的斜面轨道 的下端与光滑的圆弧轨道 相切于 点, 是最低点,圆心角,与圆心等高,圆弧轨道半径,现有一个质量为可视为质点的小物体,从点的正上方 点处自由下落,、 距离,小物体与斜面 之间的动摩擦因数,,,取。求:
(1)要使小物体不从斜面顶端飞出,斜面至少要多长;
(2)若斜面已经满足(1)要求,物体从斜面又返回到圆轨道,多次反复,在整个运动过程中,物体对 点处轨道的最小压力;
(3)在(2)中,物体在斜面上运动的总路程。
【答案】(1)2.4m
(2)2.8N,方向竖直向下
(3)6m
【解析】
【分析】
【小问1详解】
从过程,由动能定理得
解得
【小问2详解】
因为,可知小物体不会停在斜面上。小物体最后以 为中心, 为一侧最高点沿圆弧轨道做往返运动,即在 点速度为0,从过程,由动能定理得
在C点,由牛顿第二定律得
解得
根据牛顿第三定律可知,物体对 点处轨道的最小压力为,方向竖直向下
【小问3详解】
对运动的全过程由动能定理得
解得物体在斜面上运动的总路程为
【点睛】
14. 某同学设计了一个如图所示的游戏装置,水平轨道右侧有一固定的弹射装置,左侧与固定在竖直平面内圆心角为的圆弧轨道平滑连接,之后再与圆心角为的竖直圆弧管道平滑连接。圆弧半径均为,管道内径远小于, 点为轨道最高点,其中水平轨道上有一段长为 、表面粗糙的 段。将质量为的滑块(视为质点)挤压弹簧后由静止释放,滑块将沿轨道运动,滑块与 段间的动摩擦因数 ,其余轨道均光滑,重力加速度为。
(1)若弹簧弹性势能,求滑块第一次运动到圆轨道最低点 时的速度和对轨道的压力大小;
(2)若滑块飞出 点后恰好落到点,求弹簧弹性势能多大;
(3)若滑块滑入圆轨道后仍能沿原路返回至水平轨道,求弹簧弹性势能应该满足的条件。
【答案】(1),
(2)
(3),
【解析】
【小问1详解】
滑块从释放到B点
代入数据,解得
B点为圆弧最低点
解得
由牛顿第三定律知,滑块对轨道的压力大小为。
【小问2详解】
过E点做平抛运动,
得
解得
【小问3详解】
临界1:滑块恰能滑上圆轨道
可得
临界2:恰能到圆心等高点
得
临界3:恰到D点
由
得
临界4:恰到E点
得
故滑块原路返回至水平面上,弹性势能的范围:,。
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泉州五中2028届高一下学期物理单元测试(三)
第3章 圆周运动
(试卷满分100分;完成时间 60 分钟)
一、单项选择题:本题共 4 小题,每小题 4 分,共 16 分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的。
1. 如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型,下列说法正确的是( )
A. 图a中汽车通过凹形桥的最低点时处于失重状态;
B. 图b中增大θ,但保持圆锥的高度不变,则圆锥摆的角速度改变;
C. 图c中脱水桶的脱水原理是水滴受到的实际的力小于所需的向心力从而被甩出;
D. 图d中火车转弯超过规定速度行驶时会挤压内轨。
2. 为了测定子弹的飞行速度,在一根水平放置的轴杆上固定两个薄圆盘A、B,盘A、B平行且相距,轴杆的转速为,子弹穿过两盘留下两弹孔 ,测得两弹孔所在半径的夹角 ,如图所示。则该子弹的速度可能是( )
A. B.
C. D.
3. 建于永乐桥上的摩天轮是天津市的一座地标性建筑。摩天轮在竖直平面内匀速转动,游客放在观光舱地板上的一个水杯与舱相对静止,可视为质点。观光舱从位置A(最高点)顺时针运动到位置B(圆心等高点)的过程中,下列关于水杯的受力说法正确的是( )
A. 支持力逐渐变大 B. 摩擦力先变小后变大
C. 支持力不做功 D. 摩擦力的功率一直变大
4. 如图所示,一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度转动,盘面上离轴距离0.5m处有一质量为0.2kg的小物体,与盘面间的动摩擦因数为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。已知盘面与水平面的夹角为30°,g取,若小物体与圆盘恰好能始终保持相对静止,则( )
A.
B. 小物体做圆周运动的向心力等于其受到的摩擦力
C. 最高点与最低点受到的摩擦力相差0.5N
D. 物体在与圆心等高处受到的摩擦力大小为
二、双项选择题:本题共 4 小题,每小题 6 分,共 24 分。每小题有两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。
5. 旋转餐桌的桌面上放置一茶杯,某同学用手开始转动转盘,用手可以调节圆盘转动的角速度,设茶杯受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法正确的是( )
A. 茶杯和餐盘一起匀速转动时,茶杯受到重力、支持力和静摩擦力的作用
B. 在茶杯中加水,茶杯开始滑动的临界速度不变
C. 当转动速度变快,茶杯会受到离心力的作用发生相对滑动
D. 加速转动时,茶杯受到的摩擦力始终指向圆心
6. 汽车后备厢盖一般都配有可伸缩的液压杆,如图甲所示,其示意图如图乙所示,可伸缩液压杆上端固定于后盖上A点,下端固定于箱内O'点,B也为后盖上一点。后盖可绕过O点的固定铰链转动。在合上后备厢盖的过程中( )
A. A点相对O'点做圆周运动
B. A点与B点相对于O点转动的线速度大小相等
C. A点与B点相对于O点转动的角速度大小相等
D. A点相对于O点转动的向心加速度小于B点相对于O点转动的向心加速度
7. 如图所示,在水平圆盘上,沿直径方向有两个用轻绳(伸直且无弹力)相连的可视为质点的物体A和B分居圆心两侧,与圆盘一起绕中轴线转动,转动角速度ω从零开始缓慢增大,直到两物块相对圆盘运动为止。已知两物体的质量均为m,距中轴线的距离分别为r和3r,与圆盘间的动摩擦因数均为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。则下列说法正确的是( )
A. 当圆盘的角速度大于时,绳中有拉力
B. 当圆盘的角速度等于时,物块A受到的摩擦力方向指向圆心
C. 当圆盘的角速度等于时,物块A和B将相对圆盘向B的一侧滑动
D. 当物块A和B相对圆盘恰好发生滑动时,绳子拉力大小为
8. 如图,轻杆长为 L, 一端铰接在地面上可自由转动,一端固定一质量为 m 的小球 (半径可忽略), 一表面光滑的立方体物块 (边长为 a, 且 a 远小于杆长 L) 在水平外力 F 作用下由杆的小球一端沿光滑地面以速度向左做匀速直线运动,并将杆顶起。下列哪些说法是正确的 ( )
A. 在杆与地面夹角转到 90° 之前,小球的速度一直增大
B. 在杆与地面夹角转到 90° 之前,小球的角速度一直减小
C. 当杆与地面的夹角为 θ 时,棒的角速度
D. 当杆与地面的夹角为 θ 时,小球的瞬时速率为
三、非选择题,共 60 分。考生根据要求作答。
9. 走时准确的电子钟分针与时针的角速度之比为_______; 若分针的长度是时针长度的1.5倍,则分针针尖的线速度是时针针尖线速度大小的_______ 倍。
10. 如图所示,是带有一白点的黑色圆盘,可绕过其中心、垂直于盘面的轴匀速转动,每秒沿顺时针方向旋转50圈。在暗室中用每秒闪光52次的频闪光源照射圆盘,观察到白点每秒沿______方向旋转,白点转动一圈的时间为_____s。
11. 图甲所示为向心力演示仪,长槽的A、B处和短槽的C处到各自转轴中心的距离之比为 ,图乙为三层塔轮的大小关系。使用该装置探究小球做圆周运动时所需向心力的大小F与它的质量m、角速度ω、半径r之间的关系。
(1)下列实验与本实验所采用的实验方法相同的是( )
A. 探究两个互成角度力的合成规律
B. 探究弹簧弹力与弹簧形变量关系
C. 探究加速度与物体受力、物体质量关系
(2)在探究向心力的大小F与半径r的关系时,该同学需要把两个相同的小钢球分别放在B和C位置处,同时还需要将传动皮带调至________塔轮。
A. 第一层 B. 第二层 C. 第三层
(3)两个相同的小钢球分别放在A和C位置处,若此时传动皮带位于第二层塔轮,则两钢球的向心力大小之比________。
12. 某建筑工地上,工人用一根长度为 的轻质硬杆,两端分别固定一个配重块:左侧P块质量,右侧Q块质量。杆上距P块的位置有一个光滑转轴O,可以将整套装置悬挂在支架上。测试时,工人把杆抬到水平位置(P、Q在同一水平高度)然后无初速释放,让Q块在竖直平面内顺时针摆动。当Q块第一次摆到最低点时,忽略空气阻力与轴处摩擦,重力加速度。求:
(1)此时P块的速度大小;
(2)从初始水平位置到该过程中,杆对P块是否做功?若做功,求出杆对P块做的功;
(3)此时杆对P块的作用力大小和方向。
13. 如图所示,在竖直平面内,粗糙的斜面轨道的下端与光滑的圆弧轨道 相切于点,是最低点,圆心角,与圆心等高,圆弧轨道半径,现有一个质量为可视为质点的小物体,从点的正上方点处自由下落,、距离,小物体与斜面之间的动摩擦因数,,,取。求:
(1)要使小物体不从斜面顶端飞出,斜面至少要多长;
(2)若斜面已经满足(1)要求,物体从斜面又返回到圆轨道,多次反复,在整个运动过程中,物体对点处轨道的最小压力;
(3)在(2)中,物体在斜面上运动的总路程。
14. 某同学设计了一个如图所示的游戏装置,水平轨道右侧有一固定的弹射装置,左侧与固定在竖直平面内圆心角为的圆弧轨道平滑连接,之后再与圆心角为的竖直圆弧管道平滑连接。圆弧半径均为,管道内径远小于,点为轨道最高点,其中水平轨道上有一段长为 、表面粗糙的段。将质量为的滑块(视为质点)挤压弹簧后由静止释放,滑块将沿轨道运动,滑块与段间的动摩擦因数 ,其余轨道均光滑,重力加速度为。
(1)若弹簧弹性势能,求滑块第一次运动到圆轨道最低点时的速度和对轨道的压力大小;
(2)若滑块飞出点后恰好落到点,求弹簧弹性势能多大;
(3)若滑块滑入圆轨道后仍能沿原路返回至水平轨道,求弹簧弹性势能应该满足的条件。
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