内容正文:
江油中学2024级高一下期3月月考(B卷)
物理试题
注意事项:
1、答卷前,考生务必将自己的班级、姓名、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。写在本试卷上无效。
3、回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4、考试结束后,将答题卡交回。
第Ⅰ卷(选择题,共46分)
一、单项选择题:共7题,每题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. 我国某些地区人们用手抛撒谷粒进行水稻播种,抛出的谷粒在空中的运动轨迹为一条曲线。下列关于曲线运动的说法正确的是( )
A. 物体做曲线运动,其速度可能不变
B. 物体做曲线运动,某时刻其所受合力与其速度可能共线
C. 做曲线运动的物体,相等时间内速度变化量可能相同
D. 平抛运动的轨迹是曲线,所以平抛运动不可能是匀变速运动
2. “套圈圈”是老少皆宜的游戏。如图所示,大人和小孩在同一竖直线上的不同高度处分别以不同水平速度抛出圆环,恰好同时套中水平地面上的同一目标。忽略一切空气阻力,则( )
A. 小孩先抛出圆环
B. 大人抛出圆环时的速度较大
C. 小孩抛出的圆环落地时速度方向与水平地面的夹角较小
D. 大人抛出的圆环速度变化较慢
3. 有关圆周运动的基本模型,下列说法正确的是( )
A. 如图a,汽车通过拱桥最高点时对桥的压力大于重力
B. 如图b所示是一圆锥摆,增大θ,但保持圆锥的高度不变,则圆锥摆的角速度变大
C. 如图c,同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动,则在A位置小球所受筒壁的支持力等于在B位置时的支持力
D. 如图d,火车转弯超过规定速度行驶时,内轨和轮缘间会有挤压作用
4. 2025年央视春晚节目《笔走龙蛇》,将武术太极与草书书法完美融合,展现刚柔并济之美。如图所示,为表演者照片的简化示意图,工作人员A以速度v沿直线水平向左拉轻绳,若此时绳与水平方向的夹角为,则此时表演者B速度大小为( )
A. B. C. D.
5. 如图所示是修正带的内部结构示意图,工作时由于出带轮的转动,出带轮通过齿轮从而带动收带轮的转动。设出带轮半径为R,收带轮半径为r。某同学在使用修正带时,下列说法正确的是( )
A. 两轮转动方向相同
B. 出带轮与收带轮边缘线速度大小之比为
C. 出带轮与收带轮角速度之比为
D. 出带轮与收带轮边缘向心加速度大小之比为
6. 如图所示,两小球分别从半径大小为的半圆轨道顶端和斜面顶端以大小相等的初速度同时水平抛出,已知半圆轨道的半径与斜面竖直高度相等,斜面斜边长是其竖直高度的2倍,均可视为质点,结果两球同时分别落在半圆轨道和斜面上,则小球的初速度大小为( )(重力加速度为,不计空气阻力)
A. B. C. D.
7. 一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内转动,圆盘半径为R,甲、乙两物体质量分别为M和,它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为压力的倍,两物体用一根长为L()的轻绳连在一起,如图所示。若将甲物体放在转轴的位置,甲、乙之间的轻绳刚好沿半径方向被拉直,让圆盘角速度从0开始逐渐增大,两物体与圆盘不发生相对滑动,(两物体均可看作质点,重力加速度为g)则下列说法正确的是( )
A. 随着角速度增大的过程中,物块m受到的摩擦力先增加再逐渐减少
B. 随着角速度增大的过程中,物块M始终受到摩擦力
C. 则圆盘旋转的角速度最大不得超过
D. 则圆盘旋转的角速度最大不得超过
二、多项选择题:共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,每小题有多个选项符合题目要求。全都选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,在圆规匀速转动画圆的过程中( )
A. 笔尖做变加速曲线运动
B. 笔尖的线速度和角速度不变
C. 笔尖和针尖的连线在相等的时间内转过的角度相等
D. 笔尖的加速度不变
9. 在某次救援演习中,一冲锋舟匀速横渡一条两岸平直、水流速度不变的河流,当冲锋舟船头垂直河岸航行时,恰能到达正对岸下游距离为x处。若冲锋舟船头保持与河岸成θ角(锐角)向上游航行时,则恰能到达正对岸。渡河时冲锋舟在静水中的速度大小不变。下列说法正确的是( )
A. 河的宽度为
B. 冲锋舟船头垂直河岸航行时,渡河过程的位移大小为
C. 冲锋舟在静水中的速度与水的流速之比为
D. 冲锋舟在静水中的速度与水的流速之比为
10. “场”是物质存在的一种特殊形式:如引力场、电场和磁场。其中电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用。匀强电场是电场强度恒定的电场,带电体在匀强电场中受到电场力的特点是:大小为,(q是电荷所带电量的绝对值;E是电场强度,是矢量);方向为正电荷受电场力方向与电场强度E同向,负电荷受电场力方向与电场强度E反向),如图,在空间水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场,其电场强度E竖直向下。质量为m的带电小球由MN上方的A点以一定初速度水平抛出,从B点进入电场,到达C点时速度方向恰好水平,A、B、C三点在同一直线上,且,如图所示。由此可知( )
A. 小球带负电 B. 小球从A到B与从B到C的运动时间相等
C. 电场力大小为3mg D. 小球从A到B与从B到C的速度变化量相同
第Ⅱ卷(非选择题,共54分)
三、非选择题:共5题,共54分。
11. 某小组的同学设计了一个研究汽车通过凹形桥最低点时的速度与其对桥面压力关系的实验装置。所用器材有小钢球、压力式托盘秤、凹形桥模拟器(圆弧部分的半径)。完成下列填空:
序号
1
2
3
4
5
m(kg)
1.80
1.78
1.82
1.76
1.84
(1)将凹形桥模拟器静置于托盘秤上,如图甲所示,托盘秤的示数为1.10kg。
(2)将小钢球静置于凹形桥模拟器最低点时,托盘秤的示数如图乙所示(重力加速度取)。
(3)将小钢球从凹形桥模拟器某一位置由静止释放,小钢球经过最低点后滑向另一侧,此过程中托盘秤的最大示数为m;多次从同一位置由静止释放小钢球,记录各次的m值如上表所示。
(4)根据以上数据,可求出小钢球经过凹形桥最低点时对桥的压力为______N(重力加速度取);小钢球通过最低点时的速度大小为______m/s;小钢球处于______(选填“超重”或“失重”)状态。
12. 在“探究做平抛运动的特点”实验中,小明等同学设计了用图1装置验证平抛运动________,用图2装置验证平抛运动________。
最终用一张印有正方形小方格的纸记录轨迹,小方格的边长为L。a、b、c、d为轨迹上的几个位置如图3所示,重力加速度为g,由图可知:
(1)a点______抛出点(填“是”或“不是”)
(2)小球做平抛运动初速度的计算式________(用L、g表示)
(3)小球从抛出运动到c点下降的高度________(用L表示)
13. 如图所示,一根原长为L的轻弹簧套在光滑直杆AB上,其下端固定在杆的A端,质量为m的小球也套在杆上且与弹簧的上端相连。小球和杆一起绕经过杆A端的竖直轴匀速转动,且杆与水平面间始终保持角,已知杆处于静止状态时弹簧长度为0.6L,且始终在弹性限度内。重力加速度为g,,。
(1)求弹簧的劲度系数k;
(2)若弹簧保持原长状态,求此时小球的角速度。
14. 将一小球水平抛出,使用频闪仪和照相机对运动的小球进行拍摄,频闪仪每隔0.05s发出一次闪光。某次拍摄时,小球在抛出瞬间频闪仪恰好闪光,拍摄的照片编辑后如图所示。图中的第一个小球为抛出瞬间的影像,每相邻两个球之间被删去了3个影像,所标出的两个线段的长度和之比为。重力加速度大小取,忽略空气阻力。求:
(1)在抛出瞬间小球速度的大小;
(2)拍摄第9个影像时,小球的速度。(计算结果均用根号表达)
15. 如图甲所示,长为的传送带以速顺时针匀速转动,其左端A点与一个四分之一光滑圆轨道连接,轨道半径。右端B与一个倾角为30°的斜面连接,B点到地面的高度为。小滑块从光滑圆轨道高h处静止释放,到达A点时的速率与下落高度h的关系如图乙所示。已知小滑块质量为,与传送带之间的动摩擦因数为,重力加速度g取,求:
(1)若小滑块从处静止释放,小滑块到达A点时对轨道的压力;
(2)若小滑块从处静止释放,小滑块到达B点时的速度大小;
(3)要使小滑块刚好平抛在斜面底端C点,小滑块从光滑圆轨道静止释放的高度。
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江油中学2024级高一下期3月月考(B卷)
物理试题
注意事项:
1、答卷前,考生务必将自己的班级、姓名、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。写在本试卷上无效。
3、回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4、考试结束后,将答题卡交回。
第Ⅰ卷(选择题,共46分)
一、单项选择题:共7题,每题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. 我国某些地区人们用手抛撒谷粒进行水稻播种,抛出的谷粒在空中的运动轨迹为一条曲线。下列关于曲线运动的说法正确的是( )
A. 物体做曲线运动,其速度可能不变
B. 物体做曲线运动,某时刻其所受合力与其速度可能共线
C. 做曲线运动的物体,相等时间内速度变化量可能相同
D. 平抛运动的轨迹是曲线,所以平抛运动不可能是匀变速运动
【答案】C
【解析】
【详解】A.速度是矢量,包含大小和方向。曲线运动的速度方向时刻变化,因此速度必然变化。故A错误。
B.若合力与速度共线,物体将做直线运动(如匀加速直线运动)。曲线运动的条件是合力方向与速度方向不共线,故B错误。
C.若物体加速度恒定(如平抛运动),速度变化量 在相等时间内相同。平抛运动的加速度为重力加速度,恒定不变,故C正确。
D.平抛运动的加速度为重力加速度,大小和方向均恒定,属于匀变速运动。轨迹是否为曲线与是否匀变速无关,故D错误。
故选C。
2. “套圈圈”是老少皆宜的游戏。如图所示,大人和小孩在同一竖直线上的不同高度处分别以不同水平速度抛出圆环,恰好同时套中水平地面上的同一目标。忽略一切空气阻力,则( )
A. 小孩先抛出圆环
B. 大人抛出圆环时的速度较大
C. 小孩抛出的圆环落地时速度方向与水平地面的夹角较小
D. 大人抛出的圆环速度变化较慢
【答案】C
【解析】
【详解】A.由
可知环在空中运动时间
由题意知,两人恰好同时套中水平地面上的同一目标,所以应该是大人先抛出圆环,故A错误;
B.由题可知,两环的水平位移相等,由
知
即大人抛出圆环时的速度较小,故B错误;
C.因为圆环落地时速度方向与水平地面的夹角满足
因为
所以
即
即小孩抛出的圆环落地时速度方向与水平地面的夹角较小,故C正确;
D.因为圆环抛出后均做平抛运动,加速度均为g,所以两个圆环速度变化的快慢相同,故D错误。
故选C。
3. 有关圆周运动的基本模型,下列说法正确的是( )
A. 如图a,汽车通过拱桥最高点时对桥的压力大于重力
B. 如图b所示是一圆锥摆,增大θ,但保持圆锥的高度不变,则圆锥摆的角速度变大
C. 如图c,同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动,则在A位置小球所受筒壁的支持力等于在B位置时的支持力
D. 如图d,火车转弯超过规定速度行驶时,内轨和轮缘间会有挤压作用
【答案】C
【解析】
【详解】A.题图a中,设汽车速度为v,做圆周运动的半径为R,根据牛顿第二定律有
可知此时汽车对桥的压力小于重力,故A错误;
B.题图b中,设圆锥摆的角速度为ω,高度为h,则根据牛顿第二定律有
即
所以当θ增大且h不变时,ω不变,故B错误;
C.题图c中,A、B与圆锥顶点连线的倾角大小相同,所以在A位置小球所受筒壁的支持力等于在B位置时的支持力,故C正确;
D.题图d中,火车转弯超过规定速度行驶时,所需的向心力增大,重力和轨道支持力的合力不足以提供向心力,此时还需要外轨对车轮的作用力提供一部分向心力,所以外轨和轮缘之间存在挤压作用,而内轨和轮缘之间没有挤压作用,故D错误。
故选C。
4. 2025年央视春晚节目《笔走龙蛇》,将武术太极与草书书法完美融合,展现刚柔并济之美。如图所示,为表演者照片的简化示意图,工作人员A以速度v沿直线水平向左拉轻绳,若此时绳与水平方向的夹角为,则此时表演者B速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】工作人员A的速度分解为沿绳子方向和垂直绳子方向,其中沿绳子方向分速度大小等于表演者B速度大小,则有
故选B。
5. 如图所示是修正带的内部结构示意图,工作时由于出带轮的转动,出带轮通过齿轮从而带动收带轮的转动。设出带轮半径为R,收带轮半径为r。某同学在使用修正带时,下列说法正确的是( )
A. 两轮转动方向相同
B. 出带轮与收带轮边缘线速度大小之比为
C. 出带轮与收带轮角速度之比为
D. 出带轮与收带轮边缘向心加速度大小之比为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,修正带的出带轮是通过齿轮从而带动收带轮的运动,所以两轮转动的方向相反,故A错误;
B.修正带的传动属于齿轮传动,所以两轮边缘线速度大小相等,故B错误;
C.由于两轮边缘线速度大小相等,半径不同,由公式
可得出带轮与收带轮角速度之比为,故C错误;
D.由向心加速度公式
可得出带轮与收带轮边缘向心加速度大小之比为,故D正确。
故选D。
6. 如图所示,两小球分别从半径大小为的半圆轨道顶端和斜面顶端以大小相等的初速度同时水平抛出,已知半圆轨道的半径与斜面竖直高度相等,斜面斜边长是其竖直高度的2倍,均可视为质点,结果两球同时分别落在半圆轨道和斜面上,则小球的初速度大小为( )(重力加速度为,不计空气阻力)
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】两球以相同的初速度平抛,同时分别落在半圆轨道和斜面上,可知两小球在竖直方向和水平方向的位移大小相等,则将右侧三角形斜面放入左侧半圆,三角形斜边与圆弧有一交点,该交点与抛出点之间竖直方向的距离与水平方向的距离就是小球做平抛运动的竖直位移大小和水平位移大小,分别设为和,并设小球从抛出到落到斜面上所用时间为,如图所示
根据题意可知
再由几何关系可得
联立解得
故选B。
7. 一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内转动,圆盘半径为R,甲、乙两物体质量分别为M和,它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为压力的倍,两物体用一根长为L()的轻绳连在一起,如图所示。若将甲物体放在转轴的位置,甲、乙之间的轻绳刚好沿半径方向被拉直,让圆盘角速度从0开始逐渐增大,两物体与圆盘不发生相对滑动,(两物体均可看作质点,重力加速度为g)则下列说法正确的是( )
A. 随着角速度增大的过程中,物块m受到的摩擦力先增加再逐渐减少
B. 随着角速度增大的过程中,物块M始终受到摩擦力
C. 则圆盘旋转的角速度最大不得超过
D. 则圆盘旋转的角速度最大不得超过
【答案】D
【解析】
【详解】AB.随着角速度的增大的过程中,开始阶段物块m受到的摩擦力随角速度增加摩擦力增加,当达到最大静摩擦时,细绳开始出现拉力,物块M开始受到摩擦力,则此后随角速度增加,物块m受摩擦力不变,则随着角速度的增大的过程中,物块m受到的摩擦力先增加再不变,AB错误;
CD.当角速度最大时,对M满足
对m满足
解得圆盘旋转的角速度
即最大不得超过,C错误,D正确。
故选D。
二、多项选择题:共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,每小题有多个选项符合题目要求。全都选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,在圆规匀速转动画圆的过程中( )
A. 笔尖做变加速曲线运动
B. 笔尖的线速度和角速度不变
C. 笔尖和针尖的连线在相等的时间内转过的角度相等
D. 笔尖的加速度不变
【答案】AC
【解析】
【详解】AD.笔尖做匀速圆周运动,加速度大小不变,方向在变,所以笔尖做变加速曲线运动,故A正确,D错误;
BC.由线速度定义知,匀速圆周运动的速度大小不变,但方向在变,速度时刻变化,做匀速圆周运动的物体,角速度相同,即笔尖和针尖的连线在相等的时间内转过的角度相等,故B错误,C正确。
故选AC。
9. 在某次救援演习中,一冲锋舟匀速横渡一条两岸平直、水流速度不变的河流,当冲锋舟船头垂直河岸航行时,恰能到达正对岸下游距离为x处。若冲锋舟船头保持与河岸成θ角(锐角)向上游航行时,则恰能到达正对岸。渡河时冲锋舟在静水中的速度大小不变。下列说法正确的是( )
A. 河的宽度为
B. 冲锋舟船头垂直河岸航行时,渡河过程的位移大小为
C. 冲锋舟在静水中的速度与水的流速之比为
D. 冲锋舟在静水中的速度与水的流速之比为
【答案】BD
【解析】
【详解】ACD.冲锋舟船头保持与河岸成角(锐角)向上游航行时,则恰能到达正对岸,则
当冲锋舟船头垂直河岸航行时,恰能到达正对岸下游处,则
联立可得
,
故AC错误,D正确;
B.冲锋舟船头垂直河岸航行时,渡河过程的位移大小
故B正确。
故选BD。
10. “场”是物质存在的一种特殊形式:如引力场、电场和磁场。其中电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用。匀强电场是电场强度恒定的电场,带电体在匀强电场中受到电场力的特点是:大小为,(q是电荷所带电量的绝对值;E是电场强度,是矢量);方向为正电荷受电场力方向与电场强度E同向,负电荷受电场力方向与电场强度E反向),如图,在空间水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场,其电场强度E竖直向下。质量为m的带电小球由MN上方的A点以一定初速度水平抛出,从B点进入电场,到达C点时速度方向恰好水平,A、B、C三点在同一直线上,且,如图所示。由此可知( )
A. 小球带负电 B. 小球从A到B与从B到C的运动时间相等
C. 电场力大小为3mg D. 小球从A到B与从B到C的速度变化量相同
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由题可知,小球从B到C在竖直方向做减速运动,对小球受力分析可知,小球受到的电场力竖直向上,因此小球带负电,故A正确;
BC.设小球在B点的竖直方向速度为,由于
根据匀变速直线运动规律可得
解得
从A到B的过程中,小球做平抛运动,则此过程小球运动时间
小球进入电场中,做类平抛运动,竖直方向则有
解得
根据牛顿第二定律可得
解得小球受到的电场力的大小为,故B错误,C正确;
D.由于小球水平方向的速度不变,竖直方向做匀加速直线运动,根据可知,两种情况下,小球的加速度不同,速度的变化量不同,故D错误。
故选AC。
第Ⅱ卷(非选择题,共54分)
三、非选择题:共5题,共54分。
11. 某小组的同学设计了一个研究汽车通过凹形桥最低点时的速度与其对桥面压力关系的实验装置。所用器材有小钢球、压力式托盘秤、凹形桥模拟器(圆弧部分的半径)。完成下列填空:
序号
1
2
3
4
5
m(kg)
1.80
1.78
1.82
1.76
1.84
(1)将凹形桥模拟器静置于托盘秤上,如图甲所示,托盘秤的示数为1.10kg。
(2)将小钢球静置于凹形桥模拟器最低点时,托盘秤的示数如图乙所示(重力加速度取)。
(3)将小钢球从凹形桥模拟器某一位置由静止释放,小钢球经过最低点后滑向另一侧,此过程中托盘秤的最大示数为m;多次从同一位置由静止释放小钢球,记录各次的m值如上表所示。
(4)根据以上数据,可求出小钢球经过凹形桥最低点时对桥的压力为______N(重力加速度取);小钢球通过最低点时的速度大小为______m/s;小钢球处于______(选填“超重”或“失重”)状态。
【答案】 ①. 7 ②. 2 ③. 超重
【解析】
【详解】[1]将5组实验数据取平均值可得托盘秤的最大示数为
已知将凹形桥模拟器静置于托盘秤上,托盘秤的示数为1.10kg,则小钢球经过凹形桥最低点时对桥的压力为
[2]将小钢球静置于凹形桥模拟器最低点时,托盘秤的示数如图乙所示,此时示数为,则小钢球的质量
小钢球经过凹形桥最低点时,根据牛顿第二定律可得
又
联立解得
[3]小钢球经过凹形桥最低点时,加速度方向向上,处于超重状态。
12. 在“探究做平抛运动的特点”实验中,小明等同学设计了用图1装置验证平抛运动________,用图2装置验证平抛运动________。
最终用一张印有正方形小方格的纸记录轨迹,小方格的边长为L。a、b、c、d为轨迹上的几个位置如图3所示,重力加速度为g,由图可知:
(1)a点______抛出点(填“是”或“不是”)
(2)小球做平抛运动初速度的计算式________(用L、g表示)
(3)小球从抛出运动到c点下降的高度________(用L表示)
【答案】 ①. 在水平方向的分运动为匀速直线运动 ②. 在竖直方向的分运动为自由落体运动 ③. 不是 ④. ⑤.
【解析】
【详解】[1]图1装置中,两个小球到达斜槽末端时的速度都为,而小球1离开斜槽末端后做平抛运动,小球2离开斜槽末端后做匀速直线运动,实验中发现两小球总能相碰,所以该装置验证平抛运动在水平方向的分运动为匀速直线运动。
[2]图2装置中,小球3到达斜槽末端时将S断开后做平抛运动,此时小球4失去电磁铁的吸引而做自由落体运动,实验中发现两小球总是同时落地,所以该装置验证平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体运动。
[3]根据平抛运动规律,可知小球从a到b、b到c、c到d所用时间相同,设时间间隔为T,若a点是平抛运动的抛出点,则竖直方向应有
但通过图3发现这三段比值为,故a点不是平抛运动的抛出点。
[4]对小球,竖直方向有
解得
则初速度
联立解得
[5]小球在c点竖直方向速度
小球从抛出运动到c点下降的高度
联立解得
13. 如图所示,一根原长为L的轻弹簧套在光滑直杆AB上,其下端固定在杆的A端,质量为m的小球也套在杆上且与弹簧的上端相连。小球和杆一起绕经过杆A端的竖直轴匀速转动,且杆与水平面间始终保持角,已知杆处于静止状态时弹簧长度为0.6L,且始终在弹性限度内。重力加速度为g,,。
(1)求弹簧的劲度系数k;
(2)若弹簧保持原长状态,求此时小球的角速度。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)对小球,由平衡条件
解得弹簧的劲度系数为
(2)当弹簧弹力为零时,小球只受到重力和杆的支持力,它们的合力提供向心力,则有
解得
14. 将一小球水平抛出,使用频闪仪和照相机对运动的小球进行拍摄,频闪仪每隔0.05s发出一次闪光。某次拍摄时,小球在抛出瞬间频闪仪恰好闪光,拍摄的照片编辑后如图所示。图中的第一个小球为抛出瞬间的影像,每相邻两个球之间被删去了3个影像,所标出的两个线段的长度和之比为。重力加速度大小取,忽略空气阻力。求:
(1)在抛出瞬间小球速度的大小;
(2)拍摄第9个影像时,小球的速度。(计算结果均用根号表达)
【答案】(1)
(2),与水平方向的夹角的正切值为
【解析】
【小问1详解】
根据题意可知,图中相邻两球间的时间间隔为
设抛出瞬间小球的速度为,每相邻两球间的水平方向上位移为x,竖直方向上的位移分别为、,则根据水平方向匀速直线运动有
根据竖直方向自由落体运动有
同理
令,则有
所以已标注的线段满足
同理有
则有
整理可得
所以代入数据解得在抛出瞬间小球的速度大小为
【小问2详解】
从抛出到拍摄第9个影像的用时为
根据平抛运动速度公式有,拍摄第9个影像时的竖直分速度为
所以拍摄第9个影像时的速度为
设此时速度与水平方向的夹角为,则有
15. 如图甲所示,长为的传送带以速顺时针匀速转动,其左端A点与一个四分之一光滑圆轨道连接,轨道半径。右端B与一个倾角为30°的斜面连接,B点到地面的高度为。小滑块从光滑圆轨道高h处静止释放,到达A点时的速率与下落高度h的关系如图乙所示。已知小滑块质量为,与传送带之间的动摩擦因数为,重力加速度g取,求:
(1)若小滑块从处静止释放,小滑块到达A点时对轨道的压力;
(2)若小滑块从处静止释放,小滑块到达B点时的速度大小;
(3)要使小滑块刚好平抛在斜面底端C点,小滑块从光滑圆轨道静止释放的高度。
【答案】(1)45N,方向竖直向下;(2)m/s;(3)0.45m
【解析】
【详解】(1)由图,可知时,物块到达A点的速度为
设在A点,滑块受到支持力为F,则有
代入数据得
由牛顿第三定律,滑块对轨道的压力大小为45N,方向竖直向下。
(2)在传送带上,由牛顿第二定律得
物块从h=R=0.8m处释放,由图乙易知到达A点的速度为
由
.
当v等于传送带速度时
可知道无论从哪点滑下小滑块在传送带上一直做匀加速运动
代入数据得
(3)设初速度为vB,运动时间为tB,由平抛规律,得竖直方向
水平方向
代入数据得
设滑块在A点速度为v0时,从A到B,有
得
由图乙得
高度为
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