内容正文:
酒泉市普通高中2025~2026学年度第二学期期末考试
高一物理试卷
考生注意:
1、本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2、答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3、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。
4、本卷命题范围:人教版必修第二册,必修第三册第九章。
一、选择题(本题共10小题,共43分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题中只有一项符合题目要求,每小题4分,第8~10题有多项符合题目要求,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1. 若空气阻力不可忽略,运动员从斜面顶端水平向左跳出,在空中某位置时所受合力的图示正确的是( )
A. B.
C. D.
2. 一河流两岸平直,一只鳄鱼(视为质点)身体垂直河岸匀速过河,准备到河对岸捕食猎物,若河水流速突然变大,鳄鱼仍然以原速度垂直河岸匀速过河。则( )
A. 鳄鱼渡河的时间不变 B. 鳄鱼到达河对岸的地点不变
C. 鳄鱼渡河的合速度不变 D. 鳄鱼通过的路程不变
3. A、B两球在向心力演示器上做圆周运动,如图所示。已知A、B两球的质量之比为,做圆周运动的半径之比为、角速度之比为。据此可知,两球所受向心力的大小之比为( )
A. B. C. D.
4. 下列做圆周运动的物体,关于其受到的摩擦力说法正确的是( )
A. 图甲中圆盘带着小物块做匀速圆周运动,二者相对静止,物块不受到摩擦力
B. 图乙中物块紧贴筒壁随圆筒一起做匀速圆周运动,角速度越大,摩擦力越大
C. 图丙中物块以相同的速率通过粗糙路面A点和B点,其受到的摩擦力大小相等
D. 图丁中汽车在与水平面夹角为的斜面赛道做圆周运动,可能受到沿斜面向上的摩擦力
5. 如图所示,用起重机拉一质量为的物体,物体由静止开始向上做匀加速运动,当上升高度为时,物体的速度达到,(不计空气阻力)。则( )
A. 钢索对物体做的功等于
B. 钢索对物体做的功等于
C. 物体受到的重力和拉力做的功等于
D. 物体受到的重力和拉力做的功等于
6. 新能源汽车的先进动力系统,能够在起步时提供强劲的动力支持。某新能源汽车在平直公路上由静止启动,汽车受到的阻力保持不变。牵引力的功率随时间变化图像如右图,t1时刻之前牵引力保持不变。则该过程中汽车的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
7. 真空中,在点电荷+Q的电场中,与+Q相距为r的M点放一个试探电荷-q,它在电场中受到的静电力是F,方向如图所示。则( )
A. M点的电场强度方向与F方向相反 B. M点的电场强度大小为
C. M点的电场强度大小为 D. 若试探电荷q加倍,M点电场强度大小加倍
8. 真空中固定有两个相同的带电小球,它们所带电荷量大小分别为3Q和Q,它们之间的相互作用力大小为F,若将它们充分接触后放回原处,两小球均可视为点电荷,则它们之间的相互作用力大小将变为( )
A. B. C. D.
9. 发射地球静止卫星要经过三个阶段:先将卫星发射至近地圆轨道1,然后使其沿椭圆轨道2运行,最后将卫星送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于Q点,轨道2、3相切于P点,如图所示。当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时,以下说法正确的是( )
A. 卫星在轨道1上经过Q点时的加速度小于它在轨道2上经过Q点时的加速度
B. 卫星在轨道1上经过Q点时的动能小于它在轨道2上经过Q点时的动能
C. 卫星从轨道2进入轨道3,需要在经过P点时减速
D. 卫星在轨道3上的机械能大于它在轨道1上的机械能
10. 在一次铅球比赛中,铅球在空中运动的轨迹如图所示,不考虑空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 该铅球运动到最高点时的动能最小
B. 在出手高度相同的情况下,抛出时速率越大,铅球抛得越远
C. 在出手高度相同的情况下,抛出时速度方向与水平面的夹角越大,铅球抛得越远
D. 在空中下降过程中,铅球重力做功的功率一直增大
二、实验题(本题共2小题,共16分)
11. 实验:探究平抛运动的特点
(1)探究平抛运动竖直分运动的特点
a、如图所示,用小锤击打弹性金属片后,球做________运动;同时球被释放,做________运动。观察两球的运动轨迹,听它们落地的声音。
b、分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度,即改变球的初速度,发现两球同时落地,说明平抛运动在竖直方向的分运动为________。
(2)探究平抛运动水平分运动的特点
a、如图所示,安装实验装置,使斜槽末端________,使固定的背板竖直,并将一张白纸和复写纸固定在背板上,为水平放置的可上下调节的倾斜挡板。
b、让钢球从斜槽上某一高度滚下,从末端飞出后做平抛运动,使小球的轨迹与背板平行。钢球落到倾斜的挡板上,挤压复写纸,在白纸上留下印迹。
c、上下调节挡板,进行多次实验,每次使钢球从斜槽上_________(填“同一”或“不同”)位置由静止滚下,在白纸上记录钢球所经过的多个位置。
d、以斜槽末端处小球球心在白纸上的投影点为坐标原点,过点画出竖直的轴和水平的轴。
e、取下坐标纸,用平滑的曲线把这些印迹连接起来,得到钢球做平抛运动的轨迹。
f、根据钢球在竖直方向是自由落体运动的特点,在轨迹上取竖直位移为、、…的点,即各点之间的时间相等,测量这些点之间的水平位移,确定水平方向分运动特点。
12. 图甲为用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置。
(1)在验证机械能守恒定律的实验中,关于重物的选择下列说法正确的是______。
A. 选择的重物的体积越小越好
B. 应选用质量较小的重物,使重物的惯性小一些
C. 应选用体积和质量都较小的重物
D. 选择的重物体积应小一些,质量尽量地大一些
(2)实验时,释放纸带和接通电源的合理顺序是________。
A. 先释放纸带,再接通电源 B. 先接通电源,再释放纸带
(3)在验证机械能守恒定律的实验中,没有必要进行的操作是________。
A. 用天平测重物的质量 B. 用秒表测重物下落的时间
C. 用打点计时器记录重物下落的信息 D. 用纸带记录测量重物下落的高度
(4)实验中,质量为的重物拖着一条纸带从静止开始下落,打点计时器在纸带上打出一系列清晰的点。把重物开始下落时打出的点标为,然后按先后顺序依次选取三个计数点A、B、C,如图乙所示。通过测量得到、A间的距离为,、B间的距离为,、C间的距离为。已知相邻两计数点间的时间间隔为T,当地重力加速度为g。从开始下落到打B点时,重物减少的重力势能为________,打B点时重物的动能为________。在误差允许的范围内,减少的重力势能等于增加的动能,则满足机械能守恒。
三、计算题(本题共3小题,共计41分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 为了引导高中学子关心我国航天事业发展,上饶某中学近日举行了水火箭设计比赛。某参赛小组将水火箭放于水平地面的发射台上,以一定的角度发射,飞行过程中水火箭可视为质点,其运动可以看作竖直面内的斜抛运动,测得水火箭在最高点的速度为20m/s,最高点到落地点的竖直高度为20m。(忽略发射台与地面间的高度,忽略空气阻力,重力加速度g取10m/s2)求:
(1)水火箭从最高点落至地面经历的时间;
(2)水火箭发射点与落地点间的距离。
14. “天问一号”由环绕器、着陆器和巡视器(祝融号火星车)三部分组成,环绕器主要功能是在环绕火星的轨道上进行遥感探测,并为着陆器和巡视器提供关键的中继通信服务。环绕器的质量为,在距火星表面高度为h的圆形轨道上无动力运行时,环绕周期为T;巡视器质量为。已知万有引力常量为G,火星的半径为R,求:
(1)火星的密度;
(2)忽略火星自转,巡视器静止在火星表面时受到的支持力大小。
15. 如图所示,位于水平面内的光滑轨道AB与竖直面内的粗糙半圆形轨道BC在B点平滑连接,半圆形轨道的半径为R。一个质量为m的小物体将轻弹簧压缩至A点后由静止释放,物体脱离弹簧后进入半圆形轨道,恰好能够到达轨道的最高点C。已知物体经过B点时的速度大小为。重力加速度为g。求:
(1)弹簧压缩至A点时的弹性势能 ;
(2)物体到达C点时的速度大小;
(3)物体沿半圆形轨道运动过程中阻力所做的功W。
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酒泉市普通高中2025~2026学年度第二学期期末考试
高一物理试卷
考生注意:
1、本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2、答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3、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。
4、本卷命题范围:人教版必修第二册,必修第三册第九章。
一、选择题(本题共10小题,共43分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题中只有一项符合题目要求,每小题4分,第8~10题有多项符合题目要求,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1. 若空气阻力不可忽略,运动员从斜面顶端水平向左跳出,在空中某位置时所受合力的图示正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】运动员水平向左跳出后,运动轨迹向左下方弯曲,因此在图示位置,运动员的速度方向沿轨迹切线指向左下方。空气阻力始终与速度方向相反,故空气阻力指向右上方;重力竖直向下,运动员所受合力为
取水平向右和竖直向上为正方向,合力的水平分量和竖直分量分别满足,
因此合力指向右下方。
故选B。
2. 一河流两岸平直,一只鳄鱼(视为质点)身体垂直河岸匀速过河,准备到河对岸捕食猎物,若河水流速突然变大,鳄鱼仍然以原速度垂直河岸匀速过河。则( )
A. 鳄鱼渡河的时间不变 B. 鳄鱼到达河对岸的地点不变
C. 鳄鱼渡河的合速度不变 D. 鳄鱼通过的路程不变
【答案】A
【解析】
【详解】A.分运动与合运动具有独立性,垂直河岸方向的位移不变,速度不变,则时间也不变,故A正确;
BC.由于河水流速变大,因此鳄鱼渡河的合速度变大,鳄鱼到达河岸对面的地点偏向下游,故BC错误;
D.河水的流速变大,鳄鱼的合速度方向更加偏向下游,到达河对岸时离正对岸更远,通过的路程变大,故D错误。
故选A。
3. A、B两球在向心力演示器上做圆周运动,如图所示。已知A、B两球的质量之比为,做圆周运动的半径之比为、角速度之比为。据此可知,两球所受向心力的大小之比为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据向心力表达式可知,两球所受向心力的大小之比为
故选C。
4. 下列做圆周运动的物体,关于其受到的摩擦力说法正确的是( )
A. 图甲中圆盘带着小物块做匀速圆周运动,二者相对静止,物块不受到摩擦力
B. 图乙中物块紧贴筒壁随圆筒一起做匀速圆周运动,角速度越大,摩擦力越大
C. 图丙中物块以相同的速率通过粗糙路面A点和B点,其受到的摩擦力大小相等
D. 图丁中汽车在与水平面夹角为的斜面赛道做圆周运动,可能受到沿斜面向上的摩擦力
【答案】D
【解析】
【详解】A.图甲中圆盘带着小物块做匀速圆周运动,二者相对静止,物块受到指向圆心方向的静摩擦力,故A错误;
B.图乙中物块紧贴筒壁随圆筒一起做匀速圆周运动,角速度越大,筒壁对物块的弹力越大,但物块受到的是静摩擦力,静摩擦力与重力平衡,大小不变,故B错误;
C.设相同的速率为,A点和B点对应圆弧的半径分别为,由牛顿第二定律,
得,
由得,故C错误;
D.设汽车做圆周运动的半径为,当速度为时,汽车不受摩擦力,则
当速度时,汽车受到沿斜面向上的摩擦力,故D正确。
故选D。
5. 如图所示,用起重机拉一质量为的物体,物体由静止开始向上做匀加速运动,当上升高度为时,物体的速度达到,(不计空气阻力)。则( )
A. 钢索对物体做的功等于
B. 钢索对物体做的功等于
C. 物体受到的重力和拉力做的功等于
D. 物体受到的重力和拉力做的功等于
【答案】C
【解析】
【详解】CD.物体受重力和钢索对物体的拉力,根据动能定理有,C正确,D错误;
AB.依题意可知,,则钢索对物体做的功,AB错误。
故选C。
6. 新能源汽车的先进动力系统,能够在起步时提供强劲的动力支持。某新能源汽车在平直公路上由静止启动,汽车受到的阻力保持不变。牵引力的功率随时间变化图像如右图,t1时刻之前牵引力保持不变。则该过程中汽车的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】t1时刻之前牵引力保持不变,根据牛顿第二定律可得
可知t1时刻之前汽车做匀加速直线运动,图像为过原点的倾斜直线;
由题图可知t1时刻之后功率保持不变,则牵引力逐渐减小,汽车做加速度逐渐减小的加速运动,对应的图像切线斜率逐渐减小;当牵引力等于阻力时,汽车速度达到最大,开始做匀速直线运动。
故选D。
7. 真空中,在点电荷+Q的电场中,与+Q相距为r的M点放一个试探电荷-q,它在电场中受到的静电力是F,方向如图所示。则( )
A. M点的电场强度方向与F方向相反 B. M点的电场强度大小为
C. M点的电场强度大小为 D. 若试探电荷q加倍,M点电场强度大小加倍
【答案】A
【解析】
【详解】A.由于试探电荷带负电,故电场强度方向与静电力F方向相反,故A正确;
B.根据点电荷电场强度公式可得M点的电场强度大小为,故B错误;
C.根据电场强度的定义式可得M点的电场强度大小为,故C错误;
D.电场强度是电场本身的性质,与试探电荷无关,故D错误。
故选A。
8. 真空中固定有两个相同的带电小球,它们所带电荷量大小分别为3Q和Q,它们之间的相互作用力大小为F,若将它们充分接触后放回原处,两小球均可视为点电荷,则它们之间的相互作用力大小将变为( )
A. B. C. D.
【答案】BD
【解析】
【详解】根据库仑定律可得
若两小球带同种电荷,两球接触后再放回原处时,则有
若两小球带异种电荷,两球接触后再放回原处时,则有
故选BD。
9. 发射地球静止卫星要经过三个阶段:先将卫星发射至近地圆轨道1,然后使其沿椭圆轨道2运行,最后将卫星送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于Q点,轨道2、3相切于P点,如图所示。当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时,以下说法正确的是( )
A. 卫星在轨道1上经过Q点时的加速度小于它在轨道2上经过Q点时的加速度
B. 卫星在轨道1上经过Q点时的动能小于它在轨道2上经过Q点时的动能
C. 卫星从轨道2进入轨道3,需要在经过P点时减速
D. 卫星在轨道3上的机械能大于它在轨道1上的机械能
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据可得
可知卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度,A错误;
B.卫星从轨道1上的Q点进入轨道2要在Q点加速,则卫星在轨道1上经过Q点时的动能小于它在轨道2上经过Q点时的动能,B正确;
C.卫星从轨道2进入轨道3,需要在经过P点时加速做离心运动,C错误;
D.卫星从轨道1到轨道3要分别在Q点和P点两次加速才能完成,可知卫星在轨道3上的机械能大于它在轨道1上的机械能,D正确。
故选BD。
10. 在一次铅球比赛中,铅球在空中运动的轨迹如图所示,不考虑空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 该铅球运动到最高点时的动能最小
B. 在出手高度相同的情况下,抛出时速率越大,铅球抛得越远
C. 在出手高度相同的情况下,抛出时速度方向与水平面的夹角越大,铅球抛得越远
D. 在空中下降过程中,铅球重力做功的功率一直增大
【答案】AD
【解析】
【详解】A.不考虑空气阻力,铅球做斜抛运动,在最高点时竖直方向分速度为零,只有水平方向的分速度,此时铅球的速率最小,根据动能的表达式
可知铅球运动到最高点时的动能最小,故A正确;
B.设铅球抛出时的高度为,初速度大小为,速度与水平方向的夹角为,运动时间为,取竖直向上为正方向,根据运动学规律分别有,
可知铅球的水平射程与初速度大小、抛射角以及抛出高度均有关,在出手高度相同的情况下,若抛射角未知,抛出时速率越大,铅球的水平射程不一定越大,故B错误;
C.由B选项的分析可知,在出手高度相同的情况下,若初速度大小一定,随着抛射角的增大,铅球的水平射程先增大后减小,故C错误;
D.在空中下降过程中,铅球在竖直方向做匀加速直线运动,竖直向下的分速度逐渐增大,根据重力做功的瞬时功率表达式
可知铅球重力做功的功率一直增大,故D正确。
故选AD。
二、实验题(本题共2小题,共16分)
11. 实验:探究平抛运动的特点
(1)探究平抛运动竖直分运动的特点
a、如图所示,用小锤击打弹性金属片后,球做________运动;同时球被释放,做________运动。观察两球的运动轨迹,听它们落地的声音。
b、分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度,即改变球的初速度,发现两球同时落地,说明平抛运动在竖直方向的分运动为________。
(2)探究平抛运动水平分运动的特点
a、如图所示,安装实验装置,使斜槽末端________,使固定的背板竖直,并将一张白纸和复写纸固定在背板上,为水平放置的可上下调节的倾斜挡板。
b、让钢球从斜槽上某一高度滚下,从末端飞出后做平抛运动,使小球的轨迹与背板平行。钢球落到倾斜的挡板上,挤压复写纸,在白纸上留下印迹。
c、上下调节挡板,进行多次实验,每次使钢球从斜槽上_________(填“同一”或“不同”)位置由静止滚下,在白纸上记录钢球所经过的多个位置。
d、以斜槽末端处小球球心在白纸上的投影点为坐标原点,过点画出竖直的轴和水平的轴。
e、取下坐标纸,用平滑的曲线把这些印迹连接起来,得到钢球做平抛运动的轨迹。
f、根据钢球在竖直方向是自由落体运动的特点,在轨迹上取竖直位移为、、…的点,即各点之间的时间相等,测量这些点之间的水平位移,确定水平方向分运动特点。
【答案】(1) ①. 平抛 ②. 自由落体 ③. 自由落体运动
(2) ①. 水平 ②. 同一
【解析】
【小问1详解】
[1]用小锤击打弹性金属片后,球获得水平方向的初速度,在飞行过程中仅受重力作用,故做平抛运动。
[2]同时金属片对球的支持力消失,球被释放,初速度为零,且仅受重力作用,故做自由落体运动。
[3]分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度,多次实验均发现两球同时落地,说明两球在竖直方向上的运动规律完全相同,即平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体运动。
【小问2详解】
[1]为了保证小球离开斜槽末端后做平抛运动,其初速度方向必须保持水平,因此在安装实验装置时,必须调节并使斜槽末端水平。
[2]为了保证小球每次飞出时的水平初速度大小相等,使每次记录的轨迹重合,因此进行多次实验时,每次必须使钢球从斜槽上同一位置由静止滚下。
12. 图甲为用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置。
(1)在验证机械能守恒定律的实验中,关于重物的选择下列说法正确的是______。
A. 选择的重物的体积越小越好
B. 应选用质量较小的重物,使重物的惯性小一些
C. 应选用体积和质量都较小的重物
D. 选择的重物体积应小一些,质量尽量地大一些
(2)实验时,释放纸带和接通电源的合理顺序是________。
A. 先释放纸带,再接通电源 B. 先接通电源,再释放纸带
(3)在验证机械能守恒定律的实验中,没有必要进行的操作是________。
A. 用天平测重物的质量 B. 用秒表测重物下落的时间
C. 用打点计时器记录重物下落的信息 D. 用纸带记录测量重物下落的高度
(4)实验中,质量为的重物拖着一条纸带从静止开始下落,打点计时器在纸带上打出一系列清晰的点。把重物开始下落时打出的点标为,然后按先后顺序依次选取三个计数点A、B、C,如图乙所示。通过测量得到、A间的距离为,、B间的距离为,、C间的距离为。已知相邻两计数点间的时间间隔为T,当地重力加速度为g。从开始下落到打B点时,重物减少的重力势能为________,打B点时重物的动能为________。在误差允许的范围内,减少的重力势能等于增加的动能,则满足机械能守恒。
【答案】(1)D (2)B (3)AB
(4) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
选择重锤时既要考虑减小空气阻力,又要考虑实验的方便、可操作,即实验供选择的重物应该相对质量较大、体积较小的物体,这样能减少阻力的影响。
故选D。
【小问2详解】
如果先放开纸带开始运动,再接通打点计时器的电源,由于重物运动较快,不利于数据的采集和处理,因此应先接通打点计时器电源,再释放纸带。
故选B。
【小问3详解】
A.实验目的是比较mgh和的大小关系,m可约去,不需要测出重物的质量,故A正确;
B.可以通过打点计时器计算时间,不需要秒表,故B正确;
C.用打点计时器需要记录重物下落的时间,故C错误;
D.用纸带记录的点来测量重物下落的高度,故D错误。
故选AB。
【小问4详解】
[1]从重锤开始下落到打点计时器打下B点时,重锤重力势能的减小量为
[2]打B点时重物的动能为
三、计算题(本题共3小题,共计41分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 为了引导高中学子关心我国航天事业发展,上饶某中学近日举行了水火箭设计比赛。某参赛小组将水火箭放于水平地面的发射台上,以一定的角度发射,飞行过程中水火箭可视为质点,其运动可以看作竖直面内的斜抛运动,测得水火箭在最高点的速度为20m/s,最高点到落地点的竖直高度为20m。(忽略发射台与地面间的高度,忽略空气阻力,重力加速度g取10m/s2)求:
(1)水火箭从最高点落至地面经历的时间;
(2)水火箭发射点与落地点间的距离。
【答案】(1)2s;(2)80m
【解析】
【详解】(1)设水火箭下落至地面得时间为t,根据位移时间公式得
解得
t=2s
(2)从抛出点到落地点的时间为T,则
T=2t=4s
从抛出点到落地点的距离为x,由抛体运动的特点可得
x=vT
解得
x=80m
14. “天问一号”由环绕器、着陆器和巡视器(祝融号火星车)三部分组成,环绕器主要功能是在环绕火星的轨道上进行遥感探测,并为着陆器和巡视器提供关键的中继通信服务。环绕器的质量为,在距火星表面高度为h的圆形轨道上无动力运行时,环绕周期为T;巡视器质量为。已知万有引力常量为G,火星的半径为R,求:
(1)火星的密度;
(2)忽略火星自转,巡视器静止在火星表面时受到的支持力大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设火星的质量为
对环绕器,由牛顿第二定律:
解得:
火星的体积:、火星的密度:
解得:
【小问2详解】
忽略火星自转,巡视器在火星表面受到的重力等于万有引力
巡视器静止,其受到的支持力
解得:
15. 如图所示,位于水平面内的光滑轨道AB与竖直面内的粗糙半圆形轨道BC在B点平滑连接,半圆形轨道的半径为R。一个质量为m的小物体将轻弹簧压缩至A点后由静止释放,物体脱离弹簧后进入半圆形轨道,恰好能够到达轨道的最高点C。已知物体经过B点时的速度大小为。重力加速度为g。求:
(1)弹簧压缩至A点时的弹性势能 ;
(2)物体到达C点时的速度大小;
(3)物体沿半圆形轨道运动过程中阻力所做的功W。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
物体由A点运动到B点的过程中,弹簧和物体组成的系统机械能守恒,得
【小问2详解】
物体恰好能够到达轨道的最高点C,有
解得
【小问3详解】
物体由B点运动到C点过程中,根据动能定理有
解得
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