精品解析：安徽阜阳市颍上第一中学2025-2026学年高一下学期6月学情检测物理试题

高一年级六月份学情检测 物理 考生注意： 1．满分100分，考试时间75分钟。 2．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 3．本卷命题范围：人教版必修二。 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. 我国自主研发的一款新型察打一体无人机在试飞场进行高机动性能测试。在某次测试中无人机沿圆弧从M到N大仰角加速爬升，在此过程中的P点，无人机所受合力的方向可能是（　　） A. B. C. D. 2. 据史料记载，走马灯（如图甲所示）的历史起源于隋唐时期，盛行于宋代，常见于除夕、元宵、中秋等节日。简化的模型如图乙所示，竖直放置的走马灯绕竖直转轴转动，A、B两点到转轴的距离不同，用、v、T、a分别表示角速度、线速度、周期、向心加速度的大小。走马灯以某一恒定角速度绕竖直转轴转动时，下列关系正确的是（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，在光滑的水平面上，一物体受到水平向右的力F1=4N和竖直向上的力F2=3N，物体沿水平面向右运动5m，此过程中物体所受合外力做功为（　　） A. 15J B. 20J C. 25J D. 35J 4. 故宫太和殿每逢大雨就会出现“九龙吐水”的壮观景象。一次雨后，某出水口水平喷出的水落地时到该出水口的水平距离为2m，该出水口到水平地面的高度为5m，出水口的横截面积为，不计空气阻力，重力加速度大小，水的密度，则这次雨后该出水口“吐”出水柱在空中的质量约为（　　） A. 0.2kg B. 2kg C. 1kg D. 0.1kg 5. 发射地球同步卫星常采用变轨发射，即先把卫星发射到靠近地球表面的圆形轨道上，再通过点火加速、调整方向等，将卫星送入距地面高为的同步轨道，如图所示。若卫星在近地轨道、同步轨道都做匀速圆周运动，已知地球半径为，卫星在近地轨道运动的速度大小为，则卫星在同步轨道运动的速度大小是（　　） A. B. C. D. 6. 图甲为明代《天工开物》记载的“水碓”装置图，其简化原理图如图乙所示，水流冲击水轮，带动主轴（中心为）及拨板周期性拨动碓杆尾端，使碓杆绕转轴逆时针转动，拨板脱离碓杆尾端后碓头借重力下落，撞击臼中谷物。当图乙中主轴以恒定角速度转动至拨板与水平方向成时，，，此时碓头的线速度大小为（　　） A. B. C. D. 7. 在竖直平面内，滑道由两段对称的圆弧平滑连接而成，且、、三点在同一水平线上。电动玩具车与滑道各处的动摩擦因数相同，电动玩具车在沿速度方向电机牵引力作用下由点以恒定速率沿着滑道运动到点，过程克服摩擦力做功为，过程克服摩擦力做功为，在滑道最低点点对滑道压力为，在滑道最高点点对滑道压力为，下列说法正确的是（ ） A. B. C. D. 8. “食双星”是一种双星系统，两颗恒星在引力作用下绕连线上某点做匀速圆周运动，由于距离遥远，观测者不能把两颗星区分开，但两颗恒星的彼此“掩食”会使观测到的亮度发生周期性变化。如图所示，两颗恒星相邻两次“掩食”的时刻分别为、。时刻，较亮的恒星遮挡较暗的恒星，观测到亮度L稍微减弱；时刻，较暗的恒星遮挡较亮的恒星，观测到亮度L减弱比较明显。若双星间的距离始终为d，引力常量为G，不计其他星球的影响，下列说法正确的是（　　） A. 根据已知条件，可求得两恒星质量之比 B. 双星系统的角速度为 C. 双星系统的总质量为 D. 双星做圆周运动的速率之和为 二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。每小题有多个选项符合要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。 9. 如图所示，在世界山地极限运动会“高山斜面平抛精准赛”中，某运动员在固定倾角的高山斜面顶端，分别以、（）的初速度将标准投掷器材（视为质点）水平抛出，投掷器材以抛出刚好落在斜面底端。若忽略空气阻力，两次投掷器材从抛出到落在斜面的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 运动时间 B. 水平位移 C. 落到斜面时重力的瞬时功率 D. 落到斜面时的速度与竖直方向的夹角 10. 在一次救援任务中，悬停于空中的直升机上放下一根质量不计的绳索，绳索的一端连接在直升机的电机上，另一端系着质量为的被救人员。从时刻起，绳索通过电机将被救人员由静止开始竖直向上匀加速提升一段时间。已知绳索牵引力的功率与时间的关系如图所示，被救人员在6s之前已达最大速度，不计一切阻力，取重力加速度大小。则下列说法中正确的是（　　） A. 在3s以后被救人员做匀速直线运动 B. 在被救人员匀加速阶段，加速度的大小为 C. 在被救人员运动过程中，最大速度为 D. 在时间内，被救人员上升的距离为21m 三、非选择题：本题共5小题，共58分。 11. 如图甲所示，某实验小组设计了一款平抛实验器，绝缘的竖直面板固定在水平底座上，面板上平铺粘贴一层导电性良好的薄铁板，铁板上铺设一层热敏纸，并用磁性胶条固定在薄铁板上，左侧上方有一绝缘轨道，轨道末端水平，抛体块被弹射后做平抛运动，抛体块和薄铁板通过柔软的细漆包线分别连接电火花计时器脉冲输出端口（图中未画出），抛体块平抛运动过程中，每次脉冲放电时会在热敏纸上留下点迹。请回答下列问题： （1）实验时电火花计时器连接的是、的交流电源，在抛体块平抛运动过程中，电火花计时器在热敏纸上打出相邻两点的时间间隔是_____________s。 （2）实验小组测量出某次实验中各点到抛出点的竖直距离y，然后根据所测数据描点，得到了图像如图乙所示，由图像可知，当地的重力加速度大小_____________。（结果保留两位有效数字） （3）实验小组结合某次实验时获得的各点到抛出点的水平距离x、竖直距离y，作出图像如图丙中实线所示。若仅减小抛体块的初速度，则得到的图像可能是图丙中的虚线_____________（填“a”“b”“c”或“d”）。 12. 图甲是“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图。 （1）要完成此实验，除了图中所示的铁架台（含铁夹）、带夹子的重物、纸带、电磁打点计时器、导线和开关外，还必须选用以下两种器材。（填字母标号） A. 4~6V交流电源 B. 220V交流电源 C. 刻度尺 D. 天平（含砝码） （2）小明同学发现用传统的仪器验证机械能守恒定律存在较大误差，他设计了另外一个实验装置来“验证机械能守恒定律”；如图乙所示，给电磁铁通电，吸住小钢球，先接通数字计时装置，然后给电磁铁断电，让小钢球从A点所在高度自由下落，下落过程中经过正下方的光电门B时，光电计时装置记录下小钢球通过光电门的时间为t，已知当地重力加速度为g. ①用长度测量工具测出钢球的直径为d。 ②为了验证机械能守恒定律，该实验还需要测量下列哪个物理量________。（填字母标号） A.小钢球的质量m B.A、B之间的距离H ③小钢球通过光电门时的瞬时速度大小为________。（用题中所给物理量的符号表示） ④上述实验满足关系式________时，则可验证小钢球在运动过程中机械能守恒.（用题中所给物理量的符号表示） ⑤该同学在实验中发现，小钢球减少的重力势能总是略大于增加的动能，可能的原因是________。（请写出其中一条） 13. 如图所示，一可视为质点的物体质量为m=1kg，在左侧平台上水平抛出，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点进入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑，A、B为圆弧两端点，其连线水平，O为轨道的最低点.已知圆弧半径为R=1.0m，对应圆心角为θ=106°.平台与AB连线的高度差为h=0.8m.(重力加速g=10m/s²sin53°=0.8，cos53°=0.6)求： (1)物体平抛的初速度： (2)物体运动到圆弧轨道最低点O时的速度大小为m/s，求其对轨道的压力． 14. 在轨空间站中物体处于完全失重状态，对空间站的影响可忽略，空间站上操控货物的机械臂可简化为两根相连的等长轻质臂杆，每根臂杆长为，如图1所示，机械臂一端固定在空间站上的点，另一端抓住质量为的货物，在机械臂的操控下，货物先绕点做半径为、角速度为的匀速圆周运动，运动到点停下。 （1）求货物做匀速圆周运动时受到合力提供的向心力大小； （2）在机械臂作用下，货物、空间站和地球的位置如图2所示，它们在同一直线上，货物与空间站同步做匀速圆周运动，已知空间站轨道半径为，货物与空间站中心的距离为，忽略空间站对货物的引力，求货物所受的机械臂作用力与所受的地球引力之比。 15. 如图所示，竖直轨道由和两部分组成。其中部分粗糙，半圆形轨道部分光滑，它们在点平滑连接，点为轨道的最低点。一小球从离地面高度为的位置由静止释放，小球在轨道上运动过程中，对轨道的最大压力为，已知小球的质量，半圆形光滑轨道的半径。不考虑小球脱离轨道后的运动，取。求： （1）小球运动到点时的速度大小； （2）小球运动过程中摩擦力做的功； （3）小球离开轨道时的动能。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高一年级六月份学情检测 物理 考生注意： 1．满分100分，考试时间75分钟。 2．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 3．本卷命题范围：人教版必修二。 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. 我国自主研发的一款新型察打一体无人机在试飞场进行高机动性能测试。在某次测试中无人机沿圆弧从M到N大仰角加速爬升，在此过程中的P点，无人机所受合力的方向可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】无人机加速爬升，可知无人机所受合力的方向指向曲线凹侧且与速度方向的夹角为锐角。 故选D。 2. 据史料记载，走马灯（如图甲所示）的历史起源于隋唐时期，盛行于宋代，常见于除夕、元宵、中秋等节日。简化的模型如图乙所示，竖直放置的走马灯绕竖直转轴转动，A、B两点到转轴的距离不同，用、v、T、a分别表示角速度、线速度、周期、向心加速度的大小。走马灯以某一恒定角速度绕竖直转轴转动时，下列关系正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．因为A、B两点同轴转动，则角速度相同，即，故A错误； B．根据，因为，则，故B错误； C．由向心加速度公式，可得，故C正确； D．由周期公式，可得，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，在光滑的水平面上，一物体受到水平向右的力F1=4N和竖直向上的力F2=3N，物体沿水平面向右运动5m，此过程中物体所受合外力做功为（　　） A. 15J B. 20J C. 25J D. 35J 【答案】B 【解析】 【详解】根据恒力做功公式得： F2做功 W=F2scos90°=3×5×0J=0J F1做功 W′=F1scos0°=4×5×1J=20J 故合力做功 W合=W+W′=20J 故B正确，ACD错误。 故选B。 4. 故宫太和殿每逢大雨就会出现“九龙吐水”的壮观景象。一次雨后，某出水口水平喷出的水落地时到该出水口的水平距离为2m，该出水口到水平地面的高度为5m，出水口的横截面积为，不计空气阻力，重力加速度大小，水的密度，则这次雨后该出水口“吐”出水柱在空中的质量约为（　　） A. 0.2kg B. 2kg C. 1kg D. 0.1kg 【答案】A 【解析】 【详解】水从出水口水平喷出后做平抛运动，竖直方向上则有 解得水在空中运动的时间 水平方向则有 解得水喷出的初速度  在 t=1s 时间内流出的水的体积为 空中水的质量为 故选A。 5. 发射地球同步卫星常采用变轨发射，即先把卫星发射到靠近地球表面的圆形轨道上，再通过点火加速、调整方向等，将卫星送入距地面高为的同步轨道，如图所示。若卫星在近地轨道、同步轨道都做匀速圆周运动，已知地球半径为，卫星在近地轨道运动的速度大小为，则卫星在同步轨道运动的速度大小是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】对近地卫星有 可得 对同步轨道卫星有 可得 所以 故选A。 6. 图甲为明代《天工开物》记载的“水碓”装置图，其简化原理图如图乙所示，水流冲击水轮，带动主轴（中心为）及拨板周期性拨动碓杆尾端，使碓杆绕转轴逆时针转动，拨板脱离碓杆尾端后碓头借重力下落，撞击臼中谷物。当图乙中主轴以恒定角速度转动至拨板与水平方向成时，，，此时碓头的线速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】由题意可知，拨板与碓杆尾部接触点A在垂直于碓杆方向速度相等，有 代入题中数据，解得A的角速度 则此时碓头的线速度 故选D。 7. 在竖直平面内，滑道由两段对称的圆弧平滑连接而成，且、、三点在同一水平线上。电动玩具车与滑道各处的动摩擦因数相同，电动玩具车在沿速度方向电机牵引力作用下由点以恒定速率沿着滑道运动到点，过程克服摩擦力做功为，过程克服摩擦力做功为，在滑道最低点点对滑道压力为，在滑道最高点点对滑道压力为，下列说法正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据牛顿第二定律，则在N点时 在S点时 可知根据牛顿第三定律可知，AB错误； CD．根据因在PM段运动时玩具车对轨道的平均压力均大于在MQ段运动时对轨道的平均压力，可知 根据可知，C正确，D错误。 故选C。 8. “食双星”是一种双星系统，两颗恒星在引力作用下绕连线上某点做匀速圆周运动，由于距离遥远，观测者不能把两颗星区分开，但两颗恒星的彼此“掩食”会使观测到的亮度发生周期性变化。如图所示，两颗恒星相邻两次“掩食”的时刻分别为、。时刻，较亮的恒星遮挡较暗的恒星，观测到亮度L稍微减弱；时刻，较暗的恒星遮挡较亮的恒星，观测到亮度L减弱比较明显。若双星间的距离始终为d，引力常量为G，不计其他星球的影响，下列说法正确的是（　　） A. 根据已知条件，可求得两恒星质量之比 B. 双星系统的角速度为 C. 双星系统的总质量为 D. 双星做圆周运动的速率之和为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由万有引力提供向心力得 化简可得 根据已知条件无法求得半径的比值，因此无法得到质量比，故A错误； B．根据题意可得双星系统周期为 双星系统的角速度为，故B错误； C．因为 得 根据 得 两式相加可得 双星系统的总质量为，故C正确； D．双星做圆周运动的速率之和为，故D错误。 故选C。 二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。每小题有多个选项符合要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。 9. 如图所示，在世界山地极限运动会“高山斜面平抛精准赛”中，某运动员在固定倾角的高山斜面顶端，分别以、（）的初速度将标准投掷器材（视为质点）水平抛出，投掷器材以抛出刚好落在斜面底端。若忽略空气阻力，两次投掷器材从抛出到落在斜面的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 运动时间 B. 水平位移 C. 落到斜面时重力的瞬时功率 D. 落到斜面时的速度与竖直方向的夹角 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由题可知，投掷器材以抛出时刚好落在斜面底端，且两次投掷器材都落在斜面上，因此投掷器材以抛出时的竖直位移大于投掷器材以抛出时的竖直位移，根据平抛运动竖直方向做自由落体运动，则有 解得 因此两次运动时间关系为，故A错误； B．根据平抛运动水平方向做匀速直线运动可得 由于投掷器材平抛时的速度 运动时间 因此水平位移，故B错误； C．投掷器材落到斜面上时竖直方向的速度 根据上述分析可知，投掷器材以抛出时所用时间大于抛出时所用的时间，因此 则重力的功率 因此落到斜面时重力的瞬时功率，故C正确； D．设斜面的倾角为，落到斜面上时速度方向与竖直方向的夹角为，则有 由于斜面的倾角不变，因此落到斜面时的速度与竖直方向的夹角，故D正确。 故选CD。 10. 在一次救援任务中，悬停于空中的直升机上放下一根质量不计的绳索，绳索的一端连接在直升机的电机上，另一端系着质量为的被救人员。从时刻起，绳索通过电机将被救人员由静止开始竖直向上匀加速提升一段时间。已知绳索牵引力的功率与时间的关系如图所示，被救人员在6s之前已达最大速度，不计一切阻力，取重力加速度大小。则下列说法中正确的是（　　） A. 在3s以后被救人员做匀速直线运动 B. 在被救人员匀加速阶段，加速度的大小为 C. 在被救人员运动过程中，最大速度为 D. 在时间内，被救人员上升的距离为21m 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由图可知，3s后被救人员以恒定的功率加速运动，根据可知，功率不变，速度增大则绳索的拉力减小，被救人员做变速运动，故A错误； B．由图可知，被救人员做匀加速运动，3s时达到额定功率，则有 结合牛顿第二定律可得 代入数据解得，故B正确； C．速度最大时，则有 则最大速度为，故C正确； D．根据上述分析可知，匀加速阶段的位移 恒定功率运动时，根据动能定理可得 其中， 解得 则在时间内，被救人员上升的距离为，故D错误。 故选BC。 三、非选择题：本题共5小题，共58分。 11. 如图甲所示，某实验小组设计了一款平抛实验器，绝缘的竖直面板固定在水平底座上，面板上平铺粘贴一层导电性良好的薄铁板，铁板上铺设一层热敏纸，并用磁性胶条固定在薄铁板上，左侧上方有一绝缘轨道，轨道末端水平，抛体块被弹射后做平抛运动，抛体块和薄铁板通过柔软的细漆包线分别连接电火花计时器脉冲输出端口（图中未画出），抛体块平抛运动过程中，每次脉冲放电时会在热敏纸上留下点迹。请回答下列问题： （1）实验时电火花计时器连接的是、的交流电源，在抛体块平抛运动过程中，电火花计时器在热敏纸上打出相邻两点的时间间隔是_____________s。 （2）实验小组测量出某次实验中各点到抛出点的竖直距离y，然后根据所测数据描点，得到了图像如图乙所示，由图像可知，当地的重力加速度大小_____________。（结果保留两位有效数字） （3）实验小组结合某次实验时获得的各点到抛出点的水平距离x、竖直距离y，作出图像如图丙中实线所示。若仅减小抛体块的初速度，则得到的图像可能是图丙中的虚线_____________（填“a”“b”“c”或“d”）。 【答案】（1）0.02 （2）9.8（） （3）a 【解析】 【小问1详解】 由题意知打点间隔与脉冲间隔相等，则打点时间间隔 【小问2详解】 根据平抛运动规律有 根据图像斜率 解得 【小问3详解】 根据平抛运动的规律有， 整理可得 若仅减小抛体块的初速度，则图像的斜率增大，获得的图像可能是题图丙中的虚线a。 12. 图甲是“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图。 （1）要完成此实验，除了图中所示的铁架台（含铁夹）、带夹子的重物、纸带、电磁打点计时器、导线和开关外，还必须选用以下两种器材。（填字母标号） A. 4~6V交流电源 B. 220V交流电源 C. 刻度尺 D. 天平（含砝码） （2）小明同学发现用传统的仪器验证机械能守恒定律存在较大误差，他设计了另外一个实验装置来“验证机械能守恒定律”；如图乙所示，给电磁铁通电，吸住小钢球，先接通数字计时装置，然后给电磁铁断电，让小钢球从A点所在高度自由下落，下落过程中经过正下方的光电门B时，光电计时装置记录下小钢球通过光电门的时间为t，已知当地重力加速度为g. ①用长度测量工具测出钢球的直径为d。 ②为了验证机械能守恒定律，该实验还需要测量下列哪个物理量________。（填字母标号） A.小钢球的质量m B.A、B之间的距离H ③小钢球通过光电门时的瞬时速度大小为________。（用题中所给物理量的符号表示） ④上述实验满足关系式________时，则可验证小钢球在运动过程中机械能守恒.（用题中所给物理量的符号表示） ⑤该同学在实验中发现，小钢球减少的重力势能总是略大于增加的动能，可能的原因是________。（请写出其中一条） 【答案】（1）AC （2） ①. B ②. ③. ④. 小球在下落过程中空气阻力对其做负功（或小球克服空气阻力做功或小球受到空气阻力作用） 【解析】 【小问1详解】 实验中用电磁打点计时器，则还需要4~6V交流电源，需要用刻度尺测量纸带长度；该实验不需要测量重物的质量，因为要验证的表达式两边都有质量。故选AC。 【小问2详解】 ②[1]要验证的表达式为 即 则需要测量A、B之间的距离H，故选B。 ③[2]小钢球通过光电门时的瞬时速度大小为 ④[3]上述实验满足关系式 即 时，则可验证小钢球在运动过程中机械能守恒； ⑤[4]该同学在实验中发现，小钢球减少的重力势能总是略大于增加的动能，可能的原因是小球在下落过程中空气阻力对其做负功（或小球克服空气阻力做功或小球受到空气阻力作用） 13. 如图所示，一可视为质点的物体质量为m=1kg，在左侧平台上水平抛出，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点进入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑，A、B为圆弧两端点，其连线水平，O为轨道的最低点.已知圆弧半径为R=1.0m，对应圆心角为θ=106°.平台与AB连线的高度差为h=0.8m.(重力加速g=10m/s²sin53°=0.8，cos53°=0.6)求： (1)物体平抛的初速度： (2)物体运动到圆弧轨道最低点O时的速度大小为m/s，求其对轨道的压力． 【答案】(l）3m/s (2）43N 【解析】 【详解】（1）由于物体无碰撞进入圆弧轨道，即物体落到A点时速度方向沿A点切线方向，则有： tan53°= 物体做平抛运动时竖直方向做自由落体运动，由vy2=2gh得： vy= =4m/s 联立解得： v0=3 m/s． （2）物体在最低点O时，据牛顿第二定律，有： FN-mg=m 代入数据解得： FN=43N 由牛顿第三定律可知，物体对轨道的压力为43 N． 【点睛】物体恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点进入光滑竖直圆弧轨道，这是解这道题的关键，理解了这句话就可以求得物体的初速度．要明确圆周运动向心力的来源：指向圆心的合力． 14. 在轨空间站中物体处于完全失重状态，对空间站的影响可忽略，空间站上操控货物的机械臂可简化为两根相连的等长轻质臂杆，每根臂杆长为，如图1所示，机械臂一端固定在空间站上的点，另一端抓住质量为的货物，在机械臂的操控下，货物先绕点做半径为、角速度为的匀速圆周运动，运动到点停下。 （1）求货物做匀速圆周运动时受到合力提供的向心力大小； （2）在机械臂作用下，货物、空间站和地球的位置如图2所示，它们在同一直线上，货物与空间站同步做匀速圆周运动，已知空间站轨道半径为，货物与空间站中心的距离为，忽略空间站对货物的引力，求货物所受的机械臂作用力与所受的地球引力之比。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 质量为的货物绕点做匀速圆周运动，半径为，根据牛顿第二定律可知 【小问2详解】 空间站和货物同轴转动，角速度相同，对质量为的空间站，质量为的地球提供向心力则有 解得 货物在机械臂的作用力和万有引力的作用下做匀速圆周运动，则有 货物受到的万有引力 解得机械臂对货物的作用力大小为 则 15. 如图所示，竖直轨道由和两部分组成。其中部分粗糙，半圆形轨道部分光滑，它们在点平滑连接，点为轨道的最低点。一小球从离地面高度为的位置由静止释放，小球在轨道上运动过程中，对轨道的最大压力为，已知小球的质量，半圆形光滑轨道的半径。不考虑小球脱离轨道后的运动，取。求： （1）小球运动到点时的速度大小； （2）小球运动过程中摩擦力做的功； （3）小球离开轨道时的动能。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 在点小球与轨道的相互作用力最大，由圆周运动知识可得 代入数据解得 【小问2详解】 小球从开始运动到点，由动能定理可得 代入数据解得小球运动过程中摩擦力做功为 【小问3详解】 假设小球刚好能从点离开轨道，在点有 设小球经过点时的速度，从到的过程根据动能定理可得 解得 故假设不成立，小球在通过最高点前就已经脱离轨道； 设小球脱离轨道时对轨道压力为零，脱离点半径与水平方向的夹角为，则有 从点到小球离开轨道的位置，根据动能定理有 联立上述两式，解得 则小球离开轨道时的动能为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $