内容正文:
2025-2026学年高一年级第二学期期末学情分析检测
物理
注意事项:
1、答卷前,考生务必将自己的姓名、班级和考号填写在答题卡上。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3、考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题: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,只有一项是符合题目要求的。
1. 下列关于万有引力定律的表达式,理解正确的是( )
A. 当r趋近于0时,两物体间的万有引力趋于无穷大
B. 计算地球对其表面物体的引力时,r可以取地球的半径
C. 假如物体处于地球的中心,它所受地球的引力一定最大
D. 万有引力定律只适用于天体,对于分子、原子并不适用
2. 如图所示,小车静置于光滑的水平面上,将小球用细线悬挂在小车上,从图示位置无初速度地释放小球,不计空气阻力。关于释放小球后的运动过程,下列说法正确的是( )
A. 小球和小车组成的系统动量守恒
B. 小球和小车组成的系统机械能守恒
C. 小球摆到最高点时,小球的速度为零而小车的速度不为零
D. 小球摆到最低点时,小球和小车速度相同且最大
3. 一质量为m的物体在外力F的作用下沿水平地面运动,外力F随位移的变化规律如图所示。当物体发生的位移为时,关于外力F做的功,下列说法正确的是( )
A. 外力F所做的功为
B. 外力F所做的功大于
C. 外力F所做的功小于
D. 因不知地面情况及物体的初速度,故无法判断
4. 木卫二1610年被伽利略发现,它个头比月球稍小,表面裹着厚冰,冰底下可能有比地球还多的水。2024年10月15日NASA的欧罗巴快船号探测器正式升空,未来数年将近距离环绕木卫二,穿透冰壳探测海洋、采样大气、分析裂纹物质,探测木卫二是否存在生命。如果木卫二围绕木星做匀速圆周运动的周期为T,轨道半径为r,是木星自身半径的n倍,引力常量为G,木星密度为( )
A. B. C. D.
5. 一汽车沿某山坡下坡时,若关掉油门,汽车下坡的速度将保持不变。假定汽车所受的阻力不变,现让该汽车以恒定的功率沿该山坡下坡,若汽车的速度由0增大到v所用的时间为t,则该车的速度由v增大到2v所用的时间为( )
A. t B. 2t C. 3t D. 4t
6. 竖直轻弹簧上端固定,下端挂一质量为m的小球,两者组成的系统处于平衡状态。现将小球向下移动距离后,由静止释放小球并开始计时,小球在竖直方向做简谐运动,弹簧弹力与小球运动的时间关系如图所示。已知重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 小球做简谐运动的周期为 B. 内,小球通过的路程为
C. 内,小球运动的路程大于 D. 时刻,小球处于平衡位置
7. 如图所示,半径为R、质量为2m的四分之一光滑圆弧槽静置于光滑的水平地面上,一个质量为m的小球从弧槽的顶端紧贴着弧槽由静止释放,若槽不固定,当小球落地时,与圆弧末端的水平距离为( )
A. R B. C. D.
二、多项选择题: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,有两个或两个以上的选项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 关于对宇宙速度的理解,下列说法正确的是( )
A. 第一宇宙速度是人造卫星绕地球做圆周运动的最大速度
B. 发射地球同步卫星时,发射速度应大于第一宇宙速度
C. 发射月球探测器时,其发射速度应大于第二宇宙速度
D. 发射火星探测器时,其发射速度应大于第三宇宙速度
9. 如图所示,质量为m的人站在倾角的台阶式自动扶梯上,在人随扶梯从静止开始做加速度大小为a的匀加速运动的过程中,人与台阶没有相对滑动,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 人所受的支持力对人做正功
B. 人所受的摩擦力对人做负功
C. t时刻摩擦力对人做功瞬时功率为
D. t时刻克服重力做功的瞬时功率为
10. 如图所示,质量为M的平板车B上表面水平,开始时静止在光滑水平面上,在平板车左端静止着一质量也为M的小物块A,一颗质量为m的子弹以水平初速度v射入A并留在A内。已知子弹射入A时间极短,A与B之间的动摩擦因数为,且A与B最终达到相对静止,已知重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. A与B最终的速度为
B. 系统损失的总机械能为
C. A与B组成的系统因摩擦产生的热量为
D. 平板车B的长度至少为
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 利用如图所示的实验装置验证动量守恒定律,气垫导轨上有两个滑块A、B,分别在滑块A、B上固定宽度相等的遮光片,其中一个滑块(含遮光片)的质量为m,另一个滑块(含遮光片)的质量为2m,光电计时器(未画出)可记录滑块A、B上遮光片通过光电门的时间。
(1)实验开始前要对气垫导轨进行调平。实验时,将滑块B静置在两光电门之间,滑块A从光电门1的左侧以一定的速度向右运动,与滑块B发生碰撞后返回,则滑块A的质量应为_______;(选填“m”或“2m”)。
(2)已知滑块A的遮光片前后两次经过光电门1的时间分别为、,滑块B的遮光片经过光电门2的时间为,若下列关系式_______(填字母标号)成立,则A、B碰撞过程中动量守恒。
A. B.
C. D.
(3)在某次实验中,若测得滑块A碰前的速度大小为3m/s,碰后返回时的速度大小为1m/s,则判断滑块A、B碰撞过程中_______(选填“有”或“无”)机械能损失。
12. 某实验小组的同学利用如图1所示的装置探究恒力做功与物体动能变化的关系。
(1)若用槽码的重力表示小车受到的合外力,实验中需要满足槽码的质量_______(选填“远大于”或“远小于”)小车的质量,且在实验开始前必须要_______;
(2)在满足(1)的情况下做实验,图2为某次实验时打出的一条纸带,若打点计时器使用的交流电的频率为f,根据图2所标出的数据可计算出打A点时小车的速度大小为_______;(用x、f表示)
(3)在(2)的基础上,已知槽码的质量为m,小车的质量为M,A、B两点间的距离为x,重力加速度为g,则小车由A点运动到B点的过程中,恒力对小车做的功为_______;小车动能的变化量为_______;(用m、M、x、、、f、g表示)
(4)多次重复实验发现,恒力对小车做的功总是稍大于小车动能的增加量,导致这一结果的原因可能是_______。(写出任意一条即可)
13. 水平绳中一简谐横波沿x轴传播,已知时的波形如图1所示,绳上三个质点A、B、C的平衡位置分别是、、。从该时刻开始,质点C的振动图像如图2所示,求:
(1)波传播的方向与速度大小;
(2)从时刻开始,质点B经过多长时间第一次回到平衡位置;
(3)从时刻开始,经过多长时间质点A、B振动的速度第二次相同。
14. 如图所示,长、倾角的斜面固定在水平地面上,一质量为的小滑块从斜面顶端由静止开始下滑,与固定在斜面底端的挡板P碰撞后以原速率弹回。已知小滑块与斜面之间的动摩擦因数为,,,重力加速度g取,小滑块可视为质点。
(1)求小滑块到达斜面底端时的速度大小;
(2)求小滑块在斜面上运动的总路程;
(3)若小滑块从斜面顶端下滑时的初速度大小为,求小滑块上升到最高点时距地面的高度。
15. 如图所示,木板ABC固定在水平面上,其中AB段是圆心为O、半径为的光滑圆弧,圆弧所对应的圆心角为,BC段粗糙,且BC段的长度为。紧靠BC的右侧有一与BC段等高的传送带,且长木板与传送带在C点平滑相切,传送带以的速度沿逆时针方向转动,物块N放置在木板上的C点。将一个质量为的物块M轻放在传送带的右端D点,使其沿传送带运动至C点,并与物块N发生弹性正碰(碰撞时间极短),碰后物块N由A点滑离木板,且N运动的最高点到A点的竖直距离为。已知物块M与传送带间的动摩擦因数为,物块N与木板BC间的动摩擦因数为,传送带上C、D两点的距离为,物块M、N均可视为质点,不计空气阻力,重力加速度g取,,,求:
(1)物块M在传送带上运动的时间t;
(2)物块N的质量。
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2025-2026学年高一年级第二学期期末学情分析检测
物理
注意事项:
1、答卷前,考生务必将自己的姓名、班级和考号填写在答题卡上。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3、考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题: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,只有一项是符合题目要求的。
1. 下列关于万有引力定律的表达式,理解正确的是( )
A. 当r趋近于0时,两物体间的万有引力趋于无穷大
B. 计算地球对其表面物体的引力时,r可以取地球的半径
C. 假如物体处于地球的中心,它所受地球的引力一定最大
D. 万有引力定律只适用于天体,对于分子、原子并不适用
【答案】B
【解析】
【详解】A.万有引力定律只适用于两质点之间,当r趋近于0时,物体不能看成质点,公式不成立,故A错误;
B.由万有引力定律可知,计算地球对其表面物体的引力时,可以把地球看成质量分布均匀的球,r为地球球心到物体的距离,可以近似取地球的半径,故B正确;
C.物体处于地心时,它所受地球的引力为零,此时公式不可直接使用,需要微元求和,故C错误;
D.万有引力定律适用于宏观有质量的物体,并非只适用于天体,故D错误。
故选B。
2. 如图所示,小车静置于光滑的水平面上,将小球用细线悬挂在小车上,从图示位置无初速度地释放小球,不计空气阻力。关于释放小球后的运动过程,下列说法正确的是( )
A. 小球和小车组成的系统动量守恒
B. 小球和小车组成的系统机械能守恒
C. 小球摆到最高点时,小球的速度为零而小车的速度不为零
D. 小球摆到最低点时,小球和小车速度相同且最大
【答案】B
【解析】
【详解】A.小球和小车组成的系统在水平方向不受外力,只有水平方向动量守恒;竖直方向受重力、支持力等外力作用,系统总动量不守恒,故A错误;
B.地面对小车的支持力不做功,重力为保守力,细线拉力属于系统内力,只在小球和小车间转移能量,小球和小车组成的系统机械能守恒,故B正确;
C.小球摆到最高点时相对小车瞬时静止,设小球质量为,小车质量为,小球和小车的水平速度分别为、,则;又由水平方向动量守恒有
解得,故C错误;
D.小球摆到最低点时系统总动能最大,此时小球相对小车沿水平方向运动,设小球和小车的水平速度分别为、,由水平方向动量守恒有
可知二者速度方向相反,故D错误。
故选B。
3. 一质量为m的物体在外力F的作用下沿水平地面运动,外力F随位移的变化规律如图所示。当物体发生的位移为时,关于外力F做的功,下列说法正确的是( )
A. 外力F所做的功为
B. 外力F所做的功大于
C. 外力F所做的功小于
D. 因不知地面情况及物体的初速度,故无法判断
【答案】B
【解析】
【详解】由功的计算公式可知,在F-x图像中,图线与横坐标轴围成的面积表示力F所做的功,若F均匀变化,图线是一条过原点的直线,则做的功等于,题图中图线与坐标轴围成的面积大于,故外力F所做的功大于,B正确,ACD错误。
故选B。
4. 木卫二1610年被伽利略发现,它个头比月球稍小,表面裹着厚冰,冰底下可能有比地球还多的水。2024年10月15日NASA的欧罗巴快船号探测器正式升空,未来数年将近距离环绕木卫二,穿透冰壳探测海洋、采样大气、分析裂纹物质,探测木卫二是否存在生命。如果木卫二围绕木星做匀速圆周运动的周期为T,轨道半径为r,是木星自身半径的n倍,引力常量为G,木星密度为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】木卫二围绕木星做匀速圆周运动,由万有引力提供向心力可得
解得木星的质量为
则木星的密度为
故选A。
5. 一汽车沿某山坡下坡时,若关掉油门,汽车下坡的速度将保持不变。假定汽车所受的阻力不变,现让该汽车以恒定的功率沿该山坡下坡,若汽车的速度由0增大到v所用的时间为t,则该车的速度由v增大到2v所用的时间为( )
A. t B. 2t C. 3t D. 4t
【答案】C
【解析】
【详解】由题意知,汽车在下坡的过程中,所受的阻力大小与汽车重力沿斜坡向下的分力大小相等,故当汽车以恒定的功率下坡时,汽车所受合力即为汽车的牵引力。设汽车的速度由v增大到2v时所用时间为,根据动能定理
可知当汽车的速度由0增大到v时,有
当汽车的速度由v增大到2v时,有
联立解得
故选C。
6. 竖直轻弹簧上端固定,下端挂一质量为m的小球,两者组成的系统处于平衡状态。现将小球向下移动距离后,由静止释放小球并开始计时,小球在竖直方向做简谐运动,弹簧弹力与小球运动的时间关系如图所示。已知重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 小球做简谐运动的周期为 B. 内,小球通过的路程为
C. 内,小球运动的路程大于 D. 时刻,小球处于平衡位置
【答案】D
【解析】
【详解】A.小球从最低点运动至平衡位置的时间为,简谐运动的周期为,A错误;
B.内,小球振动了,小球通过的路程为,B错误;
C.内,小球振动了,小球从最低点向平衡位置运动,运动路程为,其中内小球的平均速度小于内小球的平均速度,则内,小球运动路程小于,C错误;
D.时刻,小球受到弹力大小等于重力,合力为0,处于平衡位置,D正确。
故选D。
7. 如图所示,半径为R、质量为2m的四分之一光滑圆弧槽静置于光滑的水平地面上,一个质量为m的小球从弧槽的顶端紧贴着弧槽由静止释放,若槽不固定,当小球落地时,与圆弧末端的水平距离为( )
A. R B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设小球滑到圆弧底端与槽分离时,小球的速度大小为,圆弧槽的速度大小为
小球下滑的过程中,系统在水平方向上不受外力,故水平方向动量守恒。规定向右为正方向,有
解得
系统中只有重力和系统内弹力做功,系统机械能守恒。小球下落的高度为,则有
将代入上式,得
解得,
小球离开圆弧槽后做平抛运动,下落的高度为。设平抛运动的时间为,在竖直方向上有
解得
在这段时间内,小球向右做匀速直线运动,圆弧槽由于不受水平力,继续以的速度向左做匀速直线运动。两者在水平方向上的相对速度大小为
当小球落地时,小球与圆弧末端的水平距离,即为两者在这段平抛时间内的相对位移大小
故选C。
二、多项选择题: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,有两个或两个以上的选项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 关于对宇宙速度的理解,下列说法正确的是( )
A. 第一宇宙速度是人造卫星绕地球做圆周运动的最大速度
B. 发射地球同步卫星时,发射速度应大于第一宇宙速度
C. 发射月球探测器时,其发射速度应大于第二宇宙速度
D. 发射火星探测器时,其发射速度应大于第三宇宙速度
【答案】AB
【解析】
【详解】AB.第一宇宙速度是人造卫星的最小发射速度,同时也是卫星绕地球运行的最大环绕速度,故AB正确;
C.月球是地球的卫星,发射月球探测器时,其发射速度大于第一宇宙速度,小于第二宇宙速度即可,不需要大于第二宇宙速度,故C错误;
D.火星绕太阳转,都在太阳系内,所以探测器的发射速度应大于第二宇宙速度,小于第三宇宙速度,故D错误。
故选AB。
9. 如图所示,质量为m的人站在倾角的台阶式自动扶梯上,在人随扶梯从静止开始做加速度大小为a的匀加速运动的过程中,人与台阶没有相对滑动,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 人所受的支持力对人做正功
B. 人所受的摩擦力对人做负功
C. t时刻摩擦力对人做功瞬时功率为
D. t时刻克服重力做功的瞬时功率为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.支持力竖直向上,人在扶梯上速度沿斜面向上,支持力与速度方向夹角为,小于,支持力对人做正功,故A正确;
B.人在水平方向具有加速度
台阶对人的静摩擦力水平向右;人的速度沿扶梯向上,含向右分速度,摩擦力与速度方向夹角为,摩擦力对人做正功,故B错误;
C.由水平方向牛顿第二定律得
时刻人的速度为
摩擦力与速度方向夹角为,瞬时功率为,故C正确;
D.人的竖直分速度为
克服重力做功的瞬时功率为
不是,故D错误。
故选AC。
10. 如图所示,质量为M的平板车B上表面水平,开始时静止在光滑水平面上,在平板车左端静止着一质量也为M的小物块A,一颗质量为m的子弹以水平初速度v射入A并留在A内。已知子弹射入A时间极短,A与B之间的动摩擦因数为,且A与B最终达到相对静止,已知重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. A与B最终的速度为
B. 系统损失的总机械能为
C. A与B组成的系统因摩擦产生的热量为
D. 平板车B的长度至少为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.子弹射入木块由动量守恒定律得
整个过程
A与B最终的速度为,故A正确;
BC.A与B组成的系统因摩擦产生的热量
得
子弹射入木块的过程也有机械能损失,故BC错误;
D.A与B组成的系统因摩擦产生的热量
解得平板车B的长度至少为,故D正确。
故选AD。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 利用如图所示的实验装置验证动量守恒定律,气垫导轨上有两个滑块A、B,分别在滑块A、B上固定宽度相等的遮光片,其中一个滑块(含遮光片)的质量为m,另一个滑块(含遮光片)的质量为2m,光电计时器(未画出)可记录滑块A、B上遮光片通过光电门的时间。
(1)实验开始前要对气垫导轨进行调平。实验时,将滑块B静置在两光电门之间,滑块A从光电门1的左侧以一定的速度向右运动,与滑块B发生碰撞后返回,则滑块A的质量应为_______;(选填“m”或“2m”)。
(2)已知滑块A的遮光片前后两次经过光电门1的时间分别为、,滑块B的遮光片经过光电门2的时间为,若下列关系式_______(填字母标号)成立,则A、B碰撞过程中动量守恒。
A. B.
C. D.
(3)在某次实验中,若测得滑块A碰前的速度大小为3m/s,碰后返回时的速度大小为1m/s,则判断滑块A、B碰撞过程中_______(选填“有”或“无”)机械能损失。
【答案】(1)m (2)D
(3)无
【解析】
【小问1详解】
碰后滑块A能够返回,说明滑块A的质量较小,故滑块A的质量应为m。
【小问2详解】
两滑块碰撞过程中动量守恒,以向右的方向为正,由动量守恒定律可得
整理可得
故选D。
【小问3详解】
由动量守恒定律可知
解得
由此可知碰前的机械能为
碰后滑块A、B的机械能之和为
故碰撞过程中无机械能损失。
12. 某实验小组的同学利用如图1所示的装置探究恒力做功与物体动能变化的关系。
(1)若用槽码的重力表示小车受到的合外力,实验中需要满足槽码的质量_______(选填“远大于”或“远小于”)小车的质量,且在实验开始前必须要_______;
(2)在满足(1)的情况下做实验,图2为某次实验时打出的一条纸带,若打点计时器使用的交流电的频率为f,根据图2所标出的数据可计算出打A点时小车的速度大小为_______;(用x、f表示)
(3)在(2)的基础上,已知槽码的质量为m,小车的质量为M,A、B两点间的距离为x,重力加速度为g,则小车由A点运动到B点的过程中,恒力对小车做的功为_______;小车动能的变化量为_______;(用m、M、x、、、f、g表示)
(4)多次重复实验发现,恒力对小车做的功总是稍大于小车动能的增加量,导致这一结果的原因可能是_______。(写出任意一条即可)
【答案】(1) ①. 远小于 ②. 补偿小车所受的阻力
(2)
(3) ①. ②.
(4)细绳与滑轮之间有摩擦力(或存在空气阻力、补偿阻力不彻底)
【解析】
【小问1详解】
[1][2]若用槽码的重力表示小车受到的合外力,实验开始前,应补偿小车受到的阻力,对小车和槽码组成的整体受力分析,有,
解得
为了用槽码的重力表示小车受到的合外力,还应满足槽码的质量m远小于小车的质量M。
【小问2详解】
根据匀变速直线运动的规律可知,小车在某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度,由题图2可知
【小问3详解】
[1][2]在满足(1)的情况下,恒力对小车做的功为
由题图2可知小车在B点时的速度大小为
结合(2)中数据可知小车动能的变化量为
联立解得
【小问4详解】
若恒力对小车做的功总是大于小车动能的增加量,导致这一结果的原因可能是细绳与滑轮之间存在摩擦阻力、空气对小车的运动有阻力作用、补偿阻力不彻底等。
13. 水平绳中一简谐横波沿x轴传播,已知时的波形如图1所示,绳上三个质点A、B、C的平衡位置分别是、、。从该时刻开始,质点C的振动图像如图2所示,求:
(1)波传播的方向与速度大小;
(2)从时刻开始,质点B经过多长时间第一次回到平衡位置;
(3)从时刻开始,经过多长时间质点A、B振动的速度第二次相同。
【答案】(1)沿x轴负方向传播,20m/s
(2)0.75s (3)1.5s
【解析】
【小问1详解】
由题图2可知时刻质点C向上振动,由“上下坡法”可知,波沿x轴负方向传播。
由题图可知,周期,波长,所以波速
【小问2详解】
机械波在均匀介质中匀速传播,波沿x轴负方向传播,靠近波源一侧处在平衡位置的点距B点15m,则质点B第一次回到平衡位置用时
【小问3详解】
当某质点位于平衡位置时,两侧“与其平衡位置间距相等的质点”速度相同,平衡位置的振动状态传播到AB中点的距离
解得
14. 如图所示,长、倾角的斜面固定在水平地面上,一质量为的小滑块从斜面顶端由静止开始下滑,与固定在斜面底端的挡板P碰撞后以原速率弹回。已知小滑块与斜面之间的动摩擦因数为,,,重力加速度g取,小滑块可视为质点。
(1)求小滑块到达斜面底端时的速度大小;
(2)求小滑块在斜面上运动的总路程;
(3)若小滑块从斜面顶端下滑时的初速度大小为,求小滑块上升到最高点时距地面的高度。
【答案】(1)
(2)7.5m (3)3.288m
【解析】
【小问1详解】
设小滑块到达斜面底端时的速度大小为v,由动能定理可得
解得
【小问2详解】
由于,可知小滑块最终会停在斜面底端挡板处。
由动能定理可得
解得小滑块在斜面上运动的总路程为
【小问3详解】
设小滑块以初速度下滑,到达底端与挡板碰前瞬间的速度为。根据动能定理
代入数据求得在底端碰撞前的动能为
碰撞后小滑块以原速率弹回。设其向上滑到斜面顶端时的动能为,根据动能定理
代入数据解得,说明小滑块会冲出斜面顶端,做斜抛运动。
设小滑块冲出斜面顶端时的速度大小为,则,解得
冲出顶端后,小滑块在竖直方向参与竖直上抛运动,其竖直方向的分速度为
小滑块在斜抛运动中继续上升的最大高度为
已知斜面顶端距地面的高度为
所以小滑块上升到最高点时距地面的总高度为
15. 如图所示,木板ABC固定在水平面上,其中AB段是圆心为O、半径为的光滑圆弧,圆弧所对应的圆心角为,BC段粗糙,且BC段的长度为。紧靠BC的右侧有一与BC段等高的传送带,且长木板与传送带在C点平滑相切,传送带以的速度沿逆时针方向转动,物块N放置在木板上的C点。将一个质量为的物块M轻放在传送带的右端D点,使其沿传送带运动至C点,并与物块N发生弹性正碰(碰撞时间极短),碰后物块N由A点滑离木板,且N运动的最高点到A点的竖直距离为。已知物块M与传送带间的动摩擦因数为,物块N与木板BC间的动摩擦因数为,传送带上C、D两点的距离为,物块M、N均可视为质点,不计空气阻力,重力加速度g取,,,求:
(1)物块M在传送带上运动的时间t;
(2)物块N的质量。
【答案】(1)2.25s
(2)1kg
【解析】
【小问1详解】
假设物块M在传送带上能加速至传送带的速度,则有
物块M的加速度大小
解得,假设成立。
则物块M在传送带上先加速后匀速,加速过程的时间为
匀速过程的时间
解得
【小问2详解】
两物块碰后,物块N在木板上运动并由弧形槽的A点冲出木板,此后N做斜抛运动,由题意知,N继续上升的高度为h,设物块N在A点的速度大小为,则有
解得
对物块N,由C到A的过程中,根据能量守恒定律,有
解得
物块M在C点与物块N发生弹性碰撞,碰撞过程中根据动量守恒定律和能量守恒定律分别有,
联立解得
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