精品解析:天津市求真高级中学2025-2026学年高一下学期第一次阶段检测物理试卷
2026-07-02
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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-阶段检测 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 天津市 |
| 地区(市) | 天津市 |
| 地区(区县) | 河东区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.90 MB |
| 发布时间 | 2026-07-02 |
| 更新时间 | 2026-07-02 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-02 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58621025.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
求真中学2025-2026学年度第二学期3月考高一年级物理试卷
一、单选题(每题3分,共8道小题,24分)
1. 如图所示,摩天轮悬挂透明座舱,乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列说法正确的是( )
A. 摩天轮转动过程中,乘客的线速度保持不变 B. 摩天轮转动过程中,乘客所受合力保持不变
C. 摩天轮转动过程中,乘客的机械能保持不变 D. 摩天轮转动一周,乘客所受重力做功为零
2. 如图所示,当工人师傅用扳手拧螺母时, 扳手上的P、Q两点的转动半径之比为2:3, 其角速度分别为和,线速度大小分别为和,则( )
A. B.
C. D.
3. 为了道路交通安全,在一些路段设立了刹车失灵避险车道(上坡路),如图所示。故障车驶入避险车道后( )
A. 重力势能增大 B. 重力做正功
C. 机械能增大 D. 动能全部转化为重力势能
4. 二十四节气入选联合国教科文组织非物质文化遗产代表作名录。在国际气象界中,二十四节气被誉为“中国第五大发明”。2025年春分、夏至、秋分和冬至在椭圆轨道所处位置和对应时间如图所示,关于这四个节气,下列说法正确的是( )
A. 太阳对地球的万有引力在夏至时达到最大值
B. 地球绕太阳公转运行到冬至时线速度达到最大值
C. 地球绕太阳公转由春分到秋分的过程中,加速度逐渐增大
D. 若按照圆轨道处理,根据地球的公转周期和轨道半径可估算出地球的质量
5. 如图虚线圆为人造地球卫星的两个圆轨道,轨道A的半径大于轨道B的半径,则同一人造地球卫星( )
A. 在轨道A上的速率大于在轨道B上的速率
B. 在轨道A上的周期小于在轨道B上的周期
C. 在轨道A上的万有引力大于在轨道B上的万有引力
D. 在轨道A上的机械能大于在轨道B上的机械能
6. “复兴号”动车组由多节车厢提供动力,从而达到提速的目的。总质量为m的“复兴号”动车组在平直的轨道上行驶,该动车组有n节动力车厢,每节动力车厢发动机的额定功率均为P,若动车组受到的阻力与其速率成正比,比例系数为k,则动车组能达到的最大速度为( )
A. B. C. D.
7. 月球探测是中国迈出航天深空探测的重大举措。2024年6月,我国发射的嫦娥六号探测器完成世界首次月球背面的采样和起飞,预计2030年前我国将实现载人登月。若将来我国宇航员在月球(视为质量分布均匀的球体)表面以大小为的初速度竖直上抛一物体(视为质点),已知万有引力常量为G,月球的质量为M,月球的半径为R。则物体从刚被抛出到落回抛出点的时间为( )
A. B. C. D.
8. 质量为1kg的物块静置于光滑水平地面上,设物块静止时的位置为x轴零点。现给物块施加一沿x轴正方向的水平力F,其大小随位置x变化的关系如图所示,则物块运动到x=12m处,F做功的瞬时功率为( )
A. 8W B. 16W C. 32W D. 64W
二、多选题(每题4分,共4道小题,16分)
9. 关于生活中的圆周运动,下列说法正确的是( )
A. 如图甲,物体随水平圆盘匀速转动时,受到重力、支持力、摩擦力和向心力作用
B. 如图乙,物体在水平面上做圆周运动,若在A点运动轨迹突然发生改变而沿虚线运动,则一定是因为物体的速度突然变大了
C. 如图丙,火车转弯时,为避免轮缘与内外轨发生侧向变压,倾角的设计与火车质量无关
D. 如图丁,若小球在竖直放置的光滑圆形轨道内侧做完整圆周运动,则对轨道最低点和最高点的压力差一定是自身重力的6倍
10. 如图,甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕半径相同、质量为M和2M的A、B两行星做匀速圆周运动, 忽略行星的自转, 下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两颗卫星的线速度大小之比为1:
B. 甲、乙两颗卫星的周期之比为
C. A、B两颗行星的地表重力加速度之比为1: 2
D. A、B两颗行星的第一宇宙速度之比为1
11. 我国发射了各种用途的人造卫星,若这些卫星均绕地球做匀速圆周运动,地球半径为R,卫星的线速度为v,角速度为ω,向心加速度为a,运行周期为T,运行轨道半径为r,则下列关系图像正确的是( )
A. B.
C. D.
12. 2023年6月,交通集团首批氢能源客车在天津港保税区投入运营。某款质量为m的氢能源汽车如图甲所示, 测试其性能时的图像如图乙所示。已知汽车在平直公路上以额定功率P启动,整个运行过程中汽车功率及所受阻力均恒定,t1时刻起以最大速度匀速行驶。则在时间内下列说法正确的是( )
A. 汽车的牵引力逐渐增大 B. 汽车的阻力大小为
C. 牵引力对汽车做的功为 D. 汽车行驶的距离为
三、实验题(每问2分,共12分)
13. 如图甲所示为向心力演示仪,可探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系。长槽的A、B处和短槽的C处分别到各自转轴中心距离之比为,变速塔轮自上而下有三种组合方式,左右每层半径之比由上至下分别为、和,如图乙所示。
(1)本实验的目的是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,下列实验中采用的实验方法与本实验相同的是( )
A. 探究两个互称角度的力的合成规律
B. 探究平抛运动的特点
C. 探究加速度与物体受力、物体质量的关系
(2)在某次实验中,把两个质量相等的钢球放在B、C位置,探究向心力的大小与半径的关系,则需要将传动皮带调至第______层塔轮。(选填“一”、“二”或“三”)
(3)在另一次实验中,把两个质量相等的钢球放在A、C位置,传动皮带位于第二层,转动手柄,则当塔轮匀速转动时,左右两标尺露出的格子数之比约为( )(填选项前的字母)
A. B. C. D.
14. 某实验小组在用重物下落来验证机械能守恒。
(1)下图是四位同学释放纸带瞬间的照片,你认为操作正确的是( )
A. B. C. D.
(2)实验过程中,得到如图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为、、,已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的频率为f,重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能的减少量______,动能的增加量______。
(3)某同学的实验结果显示,动能的增加量大于重力势能的减少量,原因可能是( )
A. 没有测量重物的质量 B. 先释放重物,后接通电源打出纸带
C. 存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D. 利用公式计算重物速度大小
四、解答题(15题14分,16题16分,17题18分,共48分)
15. 如图所示,粗糙的圆弧轨道ABC固定在竖直平面内,一个质量为的小球从P点水平抛出,恰好从圆弧轨道的A点沿切线方向进入轨道。B为轨道的最低点,C为最高点,圆弧AB对应的圆心角,轨道半径。g取10m/s2。不计空气阻力,若小球进入轨道后恰好通过C点,且在圆弧轨道上摩擦力对小球做的功,求:
(1)小球到达C点的速度的大小:
(2)小球冲入轨道A点的速度的大小:
(3)P和A两点的高度差h
16. 如图所示,鼓形轮的半径为R,可绕固定的光滑水平轴O转动。在轮上沿相互垂直的直径方向固定四根直杆,杆上分别固定有质量为m的小球,球与O的距离均为。在轮上绕有长绳,绳上悬挂着质量为M的重物。重物由静止下落,带动鼓形轮转动。重物落地后鼓形轮匀速转动,转动的角速度为。绳与轮之间无相对滑动,忽略鼓形轮、直杆和长绳的质量,不计空气阻力,重力加速度为g。求:
(1)重物落地后,小球线速度的大小v;
(2)重物落地后一小球转到水平位置A,此时该球受到杆的作用力的大小F;
(3)重物下落的高度H。
17. 如图所示,粗糙水平桌面上固定一半圆形竖直挡板,其半径为2R、内表面光滑,挡板的两端A、B在桌面边缘,B与半径为R的固定圆管轨道在同一竖直平面内,ED是竖直直径,C、E是管口,管的内壁粗糙。现让质量为m的小物块(可视为质点)以的水平初速度由A点切入挡板内侧,从B点飞出桌面后,经过时间正好从管口C(与管口无碰撞)进入圆管,然后沿着管壁运动到E点,此时小物块对下管壁的压力,已知,重力加速度为g,忽略空气阻力。求小物块:
(1)到达E点时的速度大小;
(2)沿轨道运动过程中阻力所做的功;
(3)与桌面之间的动摩擦因数。
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求真中学2025-2026学年度第二学期3月考高一年级物理试卷
一、单选题(每题3分,共8道小题,24分)
1. 如图所示,摩天轮悬挂透明座舱,乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列说法正确的是( )
A. 摩天轮转动过程中,乘客的线速度保持不变 B. 摩天轮转动过程中,乘客所受合力保持不变
C. 摩天轮转动过程中,乘客的机械能保持不变 D. 摩天轮转动一周,乘客所受重力做功为零
【答案】D
【解析】
【详解】A.乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动,摩天轮转动过程中,乘客的线速度大小保持不变,方向时刻改变。故A错误;
B.乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动,摩天轮转动过程中,乘客所受合力大小不变,方向时刻改变。故B正确;
C.摩天轮转动过程中,乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动,速度大小不变,动能不变,但重力势能在变化,因此乘客的机械能在变化。故C错误;
D.摩天轮转动一周,乘客回到初始高度,根据
可知所受重力做功为零。故D正确。
故选D。
2. 如图所示,当工人师傅用扳手拧螺母时, 扳手上的P、Q两点的转动半径之比为2:3, 其角速度分别为和,线速度大小分别为和,则( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】P、Q两点同轴转动,角速度大小相等,故
根据可得P、Q两点线速度之比
故选A。
3. 为了道路交通安全,在一些路段设立了刹车失灵避险车道(上坡路),如图所示。故障车驶入避险车道后( )
A. 重力势能增大 B. 重力做正功
C. 机械能增大 D. 动能全部转化为重力势能
【答案】A
【解析】
【详解】A.汽车进入上坡路后高度增大,根据
可知重力势能增大,A正确;
B.汽车进入上坡路后高度增大,重力做负功,B错误;
C.由于阻力做负功,机械能减小,C错误;
D.由于阻力的存在,动能不能全部转化为重力势能,D错误。
故选A。
4. 二十四节气入选联合国教科文组织非物质文化遗产代表作名录。在国际气象界中,二十四节气被誉为“中国第五大发明”。2025年春分、夏至、秋分和冬至在椭圆轨道所处位置和对应时间如图所示,关于这四个节气,下列说法正确的是( )
A. 太阳对地球的万有引力在夏至时达到最大值
B. 地球绕太阳公转运行到冬至时线速度达到最大值
C. 地球绕太阳公转由春分到秋分的过程中,加速度逐渐增大
D. 若按照圆轨道处理,根据地球的公转周期和轨道半径可估算出地球的质量
【答案】B
【解析】
【详解】A.夏至时地球离太阳最远,由万有引力定律 可知,太阳对地球的万有引力在夏至时达到最小值,故A错误;
B.由开普勒第二定律知,地球绕太阳公转运行到冬至时位于近日点,线速度达到最大值,故B正确;
C.由牛顿第二定律得,解得
则知地球绕太阳公转由春分到秋分的过程中,加速度先减小后增大,故C错误;
D.由万有引力提供向心力得,式中M是太阳的质量,m是地球的质量,r是地球公转半径,T是地球公转周期,根据地球的公转周期T和太阳与地球的距离r可估算出太阳的质量M,估算不出地球的质量m,故D错误。
故选B。
5. 如图虚线圆为人造地球卫星的两个圆轨道,轨道A的半径大于轨道B的半径,则同一人造地球卫星( )
A. 在轨道A上的速率大于在轨道B上的速率
B. 在轨道A上的周期小于在轨道B上的周期
C. 在轨道A上的万有引力大于在轨道B上的万有引力
D. 在轨道A上的机械能大于在轨道B上的机械能
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据,解得
可知r越大速率越小,则vA < vB,故A错误;
B.根据,解得
可知r越大周期越大,则TA > TB,故B错误;
C.根据,可知r越大卫星受到的万有引力越小,则F引A < F引B,故C错误;
D.卫星从B轨道变轨到A轨道需要向后喷气,则卫星在轨道A上的机械能大于在轨道B上的机械能,故D正确。
故选D。
6. “复兴号”动车组由多节车厢提供动力,从而达到提速的目的。总质量为m的“复兴号”动车组在平直的轨道上行驶,该动车组有n节动力车厢,每节动力车厢发动机的额定功率均为P,若动车组受到的阻力与其速率成正比,比例系数为k,则动车组能达到的最大速度为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】当牵引力等于阻力时,动车组的速度最大,则有
解得动车组能达到的最大速度为
故选A。
7. 月球探测是中国迈出航天深空探测的重大举措。2024年6月,我国发射的嫦娥六号探测器完成世界首次月球背面的采样和起飞,预计2030年前我国将实现载人登月。若将来我国宇航员在月球(视为质量分布均匀的球体)表面以大小为的初速度竖直上抛一物体(视为质点),已知万有引力常量为G,月球的质量为M,月球的半径为R。则物体从刚被抛出到落回抛出点的时间为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设月球表面重力加速度为,根据
解得
根据运动学公式可知,物体从刚被抛出到落回抛出点的时间为
联立解得
故选B。
8. 质量为1kg的物块静置于光滑水平地面上,设物块静止时的位置为x轴零点。现给物块施加一沿x轴正方向的水平力F,其大小随位置x变化的关系如图所示,则物块运动到x=12m处,F做功的瞬时功率为( )
A. 8W B. 16W C. 32W D. 64W
【答案】B
【解析】
【详解】设物块运动到x=12m处的速度为v全过程运用动能定理得
代入数据解得v=8m/s
物块运动到x=12m处,F做功的瞬时功率。
故选B。
二、多选题(每题4分,共4道小题,16分)
9. 关于生活中的圆周运动,下列说法正确的是( )
A. 如图甲,物体随水平圆盘匀速转动时,受到重力、支持力、摩擦力和向心力作用
B. 如图乙,物体在水平面上做圆周运动,若在A点运动轨迹突然发生改变而沿虚线运动,则一定是因为物体的速度突然变大了
C. 如图丙,火车转弯时,为避免轮缘与内外轨发生侧向变压,倾角的设计与火车质量无关
D. 如图丁,若小球在竖直放置的光滑圆形轨道内侧做完整圆周运动,则对轨道最低点和最高点的压力差一定是自身重力的6倍
【答案】CD
【解析】
【详解】A.如图甲,物体随水平圆盘匀速转动时,受到重力、支持力、摩擦力作用,摩擦力提供所需的向心力,故A错误;
B.如图乙,物体在水平面上做圆周运动,若在A点运动轨迹突然发生改变而沿虚线运动,则实际力不足以提供向心力,可能是物体速度突然变大了,也可能是实际提供的力突然变小了,故B错误;
C.如图丙,火车转弯时,为避免轮缘与内外轨发生侧向变压,根据牛顿第二定律可得
可得
可知倾角的设计与火车质量无关,故C正确;
D.如图丁,若小球在竖直放置的光滑圆形轨道内侧做完整圆周运动,小球在最高点时,根据牛顿第二定律可得
小球在最高点时,根据牛顿第二定律可得
根据动能定理可得
联立可得
可知小球对轨道最低点和最高点的压力差一定是自身重力的6倍,故D正确。
故选CD。
10. 如图,甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕半径相同、质量为M和2M的A、B两行星做匀速圆周运动, 忽略行星的自转, 下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两颗卫星的线速度大小之比为1:
B. 甲、乙两颗卫星的周期之比为
C. A、B两颗行星的地表重力加速度之比为1: 2
D. A、B两颗行星的第一宇宙速度之比为1
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.由万有引力提供向心力,有
得
可知甲、乙两颗卫星的线速度大小之比为,故A正确;
B.由万有引力提供向心力,有
得
可知甲、乙两颗卫星的周期之比为,故B错误;
C.假设在两行星表面有一质量为m的物体,由重力等于万有引力有
得
A、B两颗行星的地表重力加速度之比1:2,故C正确;
D.设行星的第一宇宙速度为v1,由公式
得
所以A、B两颗行星的第一宇宙速度之比为,故D正确。
故选ACD。
11. 我国发射了各种用途的人造卫星,若这些卫星均绕地球做匀速圆周运动,地球半径为R,卫星的线速度为v,角速度为ω,向心加速度为a,运行周期为T,运行轨道半径为r,则下列关系图像正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.由,解得
可知v与不是成正比关系,故A错误;
B.由,解得
可知与成正比,故B正确;
C.由,解得
可知a与成正比,故C正确;
D.由,解得
可知与成正比,故D正确。
故选BCD。
12. 2023年6月,交通集团首批氢能源客车在天津港保税区投入运营。某款质量为m的氢能源汽车如图甲所示, 测试其性能时的图像如图乙所示。已知汽车在平直公路上以额定功率P启动,整个运行过程中汽车功率及所受阻力均恒定,t1时刻起以最大速度匀速行驶。则在时间内下列说法正确的是( )
A. 汽车的牵引力逐渐增大 B. 汽车的阻力大小为
C. 牵引力对汽车做的功为 D. 汽车行驶的距离为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.汽车在平直公路上以额定功率P启动时,有
可知,牵引力逐渐减小,故A错误;
B.时刻起以最大速度匀速行驶,阻力与牵引力平衡,则阻力大小为
故B正确;
C.牵引力的功率恒定不变,则在时间内牵引力对汽车做的功为
故C正确;
D.图像与轴围成面积表示位移结合几何关系可知汽车行驶的距离大于,故D错误。
故选BC。
三、实验题(每问2分,共12分)
13. 如图甲所示为向心力演示仪,可探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系。长槽的A、B处和短槽的C处分别到各自转轴中心距离之比为,变速塔轮自上而下有三种组合方式,左右每层半径之比由上至下分别为、和,如图乙所示。
(1)本实验的目的是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,下列实验中采用的实验方法与本实验相同的是( )
A. 探究两个互称角度的力的合成规律
B. 探究平抛运动的特点
C. 探究加速度与物体受力、物体质量的关系
(2)在某次实验中,把两个质量相等的钢球放在B、C位置,探究向心力的大小与半径的关系,则需要将传动皮带调至第______层塔轮。(选填“一”、“二”或“三”)
(3)在另一次实验中,把两个质量相等的钢球放在A、C位置,传动皮带位于第二层,转动手柄,则当塔轮匀速转动时,左右两标尺露出的格子数之比约为( )(填选项前的字母)
A. B. C. D.
【答案】(1)C (2)一
(3)D
【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.探究两个互称角度的力的合成规律,采用的实验方法是等效替代法,故A错误;
B.探究平抛运动的特点,采用的实验方法是用曲化直的方法,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,探究向心力的大小与半径的关系,则应控制两小球的角速度相同,需要将传动皮带调至第一层塔轮。
【小问3详解】
在另一次实验中,把两个质量相等的钢球放在A、C位置,则两小球做圆周运动的半径相同,传动皮带位于第二层,由于左右塔轮边缘线速度大小相等,根据
可知两小球的角速度之比为
根据
可知左右两标尺露出的格子数之比为
故选D。
14. 某实验小组在用重物下落来验证机械能守恒。
(1)下图是四位同学释放纸带瞬间的照片,你认为操作正确的是( )
A. B. C. D.
(2)实验过程中,得到如图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为、、,已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的频率为f,重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能的减少量______,动能的增加量______。
(3)某同学的实验结果显示,动能的增加量大于重力势能的减少量,原因可能是( )
A. 没有测量重物的质量 B. 先释放重物,后接通电源打出纸带
C. 存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D. 利用公式计算重物速度大小
【答案】(1)A (2) ①. ②.
(3)B
【解析】
【小问1详解】
释放纸带时,要手提纸带末端,保证纸带竖直且与限位孔无摩擦,并且物体要靠近打点计时器从而充分利用纸带。
故选A。
【小问2详解】
[1]从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能的减少量
[2]依题意,有
打点计时器打到B点时,重物的速度为
动能的增加量
联立,解得
【小问3详解】
A.实验中比较与大小的时候,重物的质量可以约掉,所以有没有测量重物的质量,对实验结果没有影响。故A错误;
B.先释放重物,后接通电源打出纸带,纸带上记录的重物的运动具有一定的初速度,会出现动能的增加量大于重力势能的减少量的情况。故B正确;
C. 因存在空气阻力和摩擦阻力的影响,减少的重力势能一部分转化为重物的动能,还有一部分转化为内能,说明重力势能的减少量大于动能的增加量。故C错误;
D.利用公式计算重物速度大小,则说明是自由落体运动,那么重力势能的减少量等于动能的增加量。故D错误。
故选B。
四、解答题(15题14分,16题16分,17题18分,共48分)
15. 如图所示,粗糙的圆弧轨道ABC固定在竖直平面内,一个质量为的小球从P点水平抛出,恰好从圆弧轨道的A点沿切线方向进入轨道。B为轨道的最低点,C为最高点,圆弧AB对应的圆心角,轨道半径。g取10m/s2。不计空气阻力,若小球进入轨道后恰好通过C点,且在圆弧轨道上摩擦力对小球做的功,求:
(1)小球到达C点的速度的大小:
(2)小球冲入轨道A点的速度的大小:
(3)P和A两点的高度差h
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)小球进入轨道后恰好通过C点,在点根据牛顿第二定律
代入数据解得
(2)小球从点到点过程,根据动能定理
代入数据解得
(3)在点,竖直方向分速度
从点到点,竖直方向
解得
16. 如图所示,鼓形轮的半径为R,可绕固定的光滑水平轴O转动。在轮上沿相互垂直的直径方向固定四根直杆,杆上分别固定有质量为m的小球,球与O的距离均为。在轮上绕有长绳,绳上悬挂着质量为M的重物。重物由静止下落,带动鼓形轮转动。重物落地后鼓形轮匀速转动,转动的角速度为。绳与轮之间无相对滑动,忽略鼓形轮、直杆和长绳的质量,不计空气阻力,重力加速度为g。求:
(1)重物落地后,小球线速度的大小v;
(2)重物落地后一小球转到水平位置A,此时该球受到杆的作用力的大小F;
(3)重物下落的高度H。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)由题意可知当重物落地后鼓形轮转动的角速度为ω,则根据线速度与角速度的关系可知小球的线速度为
(2)小球匀速转动,当在水平位置时设杆对球的作用力为F,合力提供向心力,则有
结合(1)可解得杆对球的作用力大小为
(3)设重物下落高度为H,重物下落过程中对重物、鼓形轮和小球组成的系统,根据系统机械能守恒可知
而重物的速度等于鼓形轮的线速度,有
联立各式解得
17. 如图所示,粗糙水平桌面上固定一半圆形竖直挡板,其半径为2R、内表面光滑,挡板的两端A、B在桌面边缘,B与半径为R的固定圆管轨道在同一竖直平面内,ED是竖直直径,C、E是管口,管的内壁粗糙。现让质量为m的小物块(可视为质点)以的水平初速度由A点切入挡板内侧,从B点飞出桌面后,经过时间正好从管口C(与管口无碰撞)进入圆管,然后沿着管壁运动到E点,此时小物块对下管壁的压力,已知,重力加速度为g,忽略空气阻力。求小物块:
(1)到达E点时的速度大小;
(2)沿轨道运动过程中阻力所做的功;
(3)与桌面之间的动摩擦因数。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
在E点对小物块受力分析,由牛顿第二定律得
解得
【小问2详解】
小物体从B到C,做平抛运动在C点有
解得
小物块从C到E的过程,根据动能定理可得
解得
【小问3详解】
由
解得
小物块从A到B的过程,根据动能定理可得
解得
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