云南省临沧市凤庆县第一中学2025-2026学年高一下学期期末物理试卷
2026-08-27
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摘要:
**基本信息**
以詹姆斯韦布望远镜、神舟二十三号等科技前沿及汽车过桥、传送带等生活场景为情境,覆盖运动学、相互作用、天体运动等核心知识,注重科学思维与探究能力考查。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|单选题|7/28|自由落体、相互作用力、曲线运动|结合跳水、摩托车启动情境,考查运动和相互作用观念|
|多选题|3/18|运动合成、天体运动、平抛运动|通过轨迹分析、卫星参数计算,体现科学推理|
|实验题|2/20|平抛运动、机械能守恒|用重垂线定位、光电门测速度,培养科学探究能力|
|计算题|3/34|天体运动、圆周运动、动能定理|综合传送带-圆弧轨道-木板模型,考查模型建构与综合应用|
内容正文:
2025-2026学年云南省临沧市凤庆县第一中学高一(下)期末物理试卷
一、单选题:本大题共7小题,共28分。
1.为了测出井口到水面的距离,让一个小石块从井口自由落下,经过后听到石块击水的声音。由此估算出井口到水面的距离为( )
A. B. C. 25m D.
2.跳水是一项优美的水上运动,如图所示为一位女运动员在3米跳板项目中的起跳动作,设她对跳板的压力为,跳板对她的支持力为,则( )
A. 跳板受到压力,是因为跳板发生了形变
B. 和是一对相互作用力
C. 和是一对平衡力
D. 运动员能跳得高的原因之一是大于
3.如图所示,质量为3kg的一只长方体空箱在水平拉力F作用下沿光滑水平面向右匀加速运动。这时铁箱内一个质量为1kg的木块恰好能静止在后壁上。已知木块对铁箱的压力为50N。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取,以下说法正确的是( )
A. 木块与铁箱内壁间的动摩擦因数 B. 铁箱的加速度大小为
C. 水平拉力F的大小为100N D. 地面对铁箱的支持力大小为20N
4.一辆汽车在水平公路上转弯,沿曲线由M向N行驶,速度逐渐减小。某时刻汽车所受合力及速度方向可能正确的是( )
A. B.
C. D.
5.如图,把一个可视为质点的小球放在内壁光滑的玻璃漏斗中,先后两次晃动漏斗,可以使小球沿漏斗内壁分别在不同水平面内沿轨迹1和轨迹2做匀速圆周运动。在两次做匀速圆周运动的过程中,下列说法正确的是( )
A. 小球受到重力、支持力和向心力的作用
B. 小球所受合力沿漏斗内壁斜向下
C. 小球在轨迹1、2上的向心加速度大小
D. 小球在轨迹1、2上的线速度大小
6.天文学家发现,在太阳系外的一颗红矮星有两颗行星绕其运行,其中行星GJ1002c的轨道近似为圆,轨道半径约为日地距离的倍,周期约为年,则这颗红矮星的质量约为太阳质量的( )
A. 倍 B. 倍 C. 10倍 D. 1000倍
7.2026年3月,张雪机车在世界超级摩托车锦标赛葡萄牙站中,连夺SSP组别第一回合与第二回合冠军,实现中国品牌在该赛事的历史性突破。某摩托车在专业赛道水平路面上由静止启动,前2s内做匀加速直线运动,2s末达到额定功率,之后保持额定功率继续运动,其图像如图所示。已知摩托车的质量为,所受阻力为车重的倍,取,下列说法正确的是( )
A. 摩托车在加速过程中牵引力保持不变
B. 摩托车在2s时的瞬时功率
C. 摩托车的最大速度是
D. 当速度时,其加速度为
二、多选题:本大题共3小题,共18分。
8.某质点在Oxy平面上运动,时,质点位于坐标原点。它在x方向运动的图像如图甲所示,它在y方向运动的图如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A. 质点在x方向做匀速直线运动 B. 质点在y方向做匀速直线运动
C. 质点的合运动为匀变速直线运动 D. 质点的合运动为匀变速曲线运动
9.2026年5月24日,神舟二十三号载人飞船成功发射,入轨后与天和核心舱对接,航天员乘组顺利完成“太空会师”。核心舱绕地球飞行可视为匀速圆周运动,离地面高度约为地球半径的,地球静止卫星离地面高度约为地球半径的。下列说法正确的是( )
A. 核心舱绕地球飞行的角速度大于地球自转的角速度
B. 核心舱的向心加速度小于地球静止卫星的向心加速度
C. 核心舱在轨道上飞行的周期为地球自转周期的
D. 核心舱与地球静止卫星的线速度大小之比为
10.如图所示,从倾角的斜面顶端B点水平向左抛出小球1、同时在底端A点正上方某一高度水平向右抛出完全相同的小球2,两小球同时落在斜面上的M点,小球2垂直打在斜面上。两球到达M点时重力的瞬时功率分别为、,A、B两点到M点之间的距离分别为、,两球均可看作质点。,,则有( )
A. B. C. D.
三、实验题:本大题共2小题,共20分。
11.在做“探究平抛运动的特点”的实验时:
钢球抛出点的位置必须及时记录在白纸上,然后从这一点画水平线和竖直线作为x轴和y轴,竖直线是用 填“重垂线”或“平行木板左边”来确定的。
某同学通过实验得到的轨迹如图所示,由轨迹可知,O点 填“是”或“不是”抛出点,:: 。
设小正方形方格的边长为,此平抛物体的初速度 。
12.某实验小组用如图所示的装置验证机械能守恒定律。细绳跨过固定在铁架台上的小滑轮,两端各悬挂一个质量均为M的重锤含遮光条、重锤B。主要的实验操作如下:
①测量遮光条的宽度为d;
②用米尺量出光电门1、2间的高度差h;
③在重锤A上加上质量为m的小钩码;
④将重锤B压在地面上,由静止释放,记录遮光条先后经过两光电门的遮光时间、;
⑤改变光电门2的位置,重复实验。
请回答下列问题:
若本实验只有一个光电门, 选填“能”或“不能”完成实验。
重锤A经过光电门1时速度的大小为 用题中物理量的符号表示。
已知重力加速度为g,若满足关系式 用题中物理量的符号表示,则验证了重锤A、B和钩码组成的系统机械能守恒。
某小组实验中发现系统减少的重力势能略大于系统增加的动能,下列原因中可能的是 。
A.存在空气阻力
B.高度差h的测量值偏小
C.遮光条宽度d的测量值偏小
实验中,忽略空气阻力,细绳与滑轮间没有相对滑动。某同学认为实验过程中细绳对重锤A和重锤B都做了功,因此重锤A、B和钩码组成的系统机械能并不守恒。该同学的观点 选填“正确”或“不正确”,理由是 。
四、计算题:本大题共3小题,共34分。
13.2025年4月,詹姆斯韦布空间望远镜发现在系外行星的大气中可能有二甲基硫醚和二甲基二硫醚的存在。这两种化合物在地球上主要由海洋藻类产生,因此被视为外星生命存在的潜在标记。已知该行星地质结构与地球非常类似,可认为密度与地球密度相同,地球半径为R,地球表面重力加速度为g。
观测发现,该行星自转速度在缓慢加快,求该星球将要瓦解时的自转周期;
进一步观测发现,该行星半径为地球半径的p倍,自转周期为,若发射一颗该行星的同步卫星,求同步卫星离该行星表面的高度。
14.日常生活中的桥有拱形桥、凹形桥过水桥面和平桥。有一辆质量为800kg的小汽车可看成质点在不同的桥面上行驶,若拱形桥和凹形桥过水桥面的圆弧半径均为50m,。求:
若汽车在平直桥面上运动时速度为,汽车对桥面的压力多大?
若汽车到达拱形桥顶时速度为,汽车对桥面的压力多大?
若汽车到达凹形桥过水桥面最低位置时速度为,汽车对桥面的压力多大?
15.如图所示,光滑圆弧轨道BC固定在水平地面上,其圆心角,半径,末端切线水平。两个质量均为、长度均为的木板D、E静止在粗糙的水平地面上,D、E之间不粘连,其上表面与C端等高且平滑衔接;足够长的水平传送带顺时针匀速转动。现将质量的物块A轻放于传送带的左端,离开传送带后从B点沿切线方向进入BC轨道,并最终滑上木板E。已知物块A与传送带间的动摩擦因数,物块A与木板间的动摩擦因数均为,A、B两点间竖直高度差;木板D与水平面间的动摩擦因数,木板E下表面光滑。取,,。求:
物块A从开始到与传送带共速时,相对地面的位移
物块A滑到C点时,受到圆弧轨道支持力的大小
物块A在木板D上运动过程中,木板D克服地面摩擦力所做的功
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:由题意,小石块下落的时间,根据自由落体运动公式,故ACD错误,B正确。
故选:B。
把小石头的运动看作做自由落体运动,不考虑声音的传播时间,下落时间为,根据自由落体运动规律可以求出井深。
本题考查力自由落体运动在实际生活中的运用;注意下落时间为听到声音的时间。
2.【答案】B
【解析】解:A、形变的物体为施力物体;所以跳板受到压力,施力物体是运动员,是因为运动员发生了形变,故A错误;
B、根据牛顿第三定律,一对相互作用力等大反向,作用在同一条直线上,作用点在不同物体上,和符合牛顿第三定律,故B正确;
C、如果两个力是平衡力,则它们的大小相等、方向相反,作用在同一物体上,因此和不是一对平衡力,故C错误;
D、运动员能跳得高的原因之一是跳板发生了较大的形变,和等大反向,故D错误。
故选:B。
形变的物体为施力物体;根据相互作用力可知,在任何情况下大小相等,方向相反,作用在同一直线上。
本题主要考查了弹力和相互作用力,解题关键是掌握形变的物体为施力物体。
3.【答案】B
【解析】解:木块恰好能相对于长方体空箱静止在空箱后壁上,说明木块受到的摩擦力恰好达到最大静摩擦力,则有
根据牛顿第三定律可知木块受到的支持力
解得木块与铁箱内壁间的动摩擦因数,故A错误;
B.对木块进行分析,根据牛顿第二定律有
解得
可知铁箱的加速度大小也为,故B正确;
C.对木块与铁箱整体进行分析,根据牛顿第二定律有
解得,故C错误;
D.对木块与铁箱整体进行分析,根据竖直方向平衡条件可得,故D错误。
故选:B。
根据木块在竖直方向上受力平衡分析;根据牛顿第二定律计算;把木块和铁箱看成一个整体,根据牛顿第二定律计算。
能够恰当的选择研究对象,正确受力分析是解题的关键,知道木块在竖直方向上受力平衡是解题的基础。
4.【答案】B
【解析】解:选 B
曲线运动条件:做曲线运动的物体,其所受合力的方向一定指向轨迹弯曲的内侧即轨迹的凹侧。观察图形,轨迹向右侧弯曲,所以合力 F合 必须有向右的分量。据此可以排除 A、C、其中 D 指向左侧外侧。
减速条件:汽车由 M 向 N 行驶且速度逐渐减小,说明合力在速度方向切线方向上的分量应与速度方向相反。图中 B 选项的合力指向轨迹内侧且与速度 v 方向成钝角,既能提供向心力改变运动方向,又能产生反向切向分力使汽车减速,完全符合题意。
5.【答案】C
【解析】解:小球在光滑漏斗内壁做水平面内的匀速圆周运动,只受重力和漏斗壁的支持力作用。
设漏斗内壁与竖直方向的夹角为,两力的合力提供向心力,方向水平指向圆轨道圆心,合力大小为。
A、小球实际受力为重力和支持力,向心力是按效果命名的力,由重力和支持力的合力提供,不是小球受到的力,故A错误;
B、小球在水平面内做匀速圆周运动,所受合力提供向心力,其方向水平指向圆心,故B错误;
C、根据牛顿第二定律,解得向心加速度,由于漏斗壁倾角不变,即一定,可知小球在不同高度轨迹上的向心加速度大小相等,即,故C正确;
D、根据牛顿第二定律,解得线速度,由图可知小球在轨迹1上的轨道半径大于在轨迹2上的轨道半径,解得,故D错误。
故选:C。
小球在光滑漏斗内壁做水平面内的匀速圆周运动,分析其受力情况:仅受重力和漏斗壁支持力作用,这两个力的合力提供向心力,方向水平指向圆心。已知漏斗内壁倾角不变,因此合力大小由重力与倾角决定,向心加速度大小仅与倾角及重力加速度有关,与轨道半径无关。比较轨迹1和2,轨道半径不同,但倾角相同,故向心加速度大小相等;线速度大小需结合向心力公式与半径关系分析,半径越大所需线速度越大。由此判断各选项关于受力、合力方向、加速度及线速度关系的正误。
本题以圆锥摆模型为背景,考查圆周运动的动力学分析。题目通过改变小球运动半径,设置两个不同水平面内的匀速圆周运动,要求考生对受力、向心力来源、加速度及线速度进行比较。本题计算量不大,但着重考查学生对匀速圆周运动受力与运动关系的理解深度,特别是向心力作为效果力的本质认识,以及如何根据几何关系与牛顿第二定律推导并比较物理量。学生需准确进行受力分析,识别合力提供向心力并水平指向圆心,进而由和推导出与。由于漏斗倾角不变,向心加速度大小相同;而轨迹半径越大线速度越大,这需要学生清晰把握变量关系。本题能有效锻炼学生的模型构建、逻辑推理和公式应用能力。
6.【答案】B
【解析】解:设日地距离为,则行星GJ1002c的轨道
地球绕太阳做匀速圆周运动,万有引力提供向心力
行星GJ1002c绕红矮星做匀速圆周运动,万有引力提供向心力
联立解得
即这颗红矮星的质量约为太阳质量的倍。
综上分析,故ACD错误,B正确。
故选:B。
地球行星绕太阳红矮星做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,根据向心力公式求解作答。
本题主要考查了万有引力定律在天体运动中的运用,知道地球绕太阳做圆周运动的公转周期为1年,熟练掌握向心力公式是解题的关键。
7.【答案】D
【解析】解:A、由图示图像可知,机车在2s后功率不变,则根据可知,随速度的增加,牵引力减小,则赛车在加速过程中牵引力不是保持不变,故A错误;
B、赛车在2s内的加速度,则牵引力为,2s时牵引力的瞬时功率为,代入数据解得,故B错误;
C、当牵引力等于阻力时加速度为零,此时赛车的速度最大,则该赛车的最大速度是,故C错误;
D、当速度为时,牵引力为,根据牛顿第二定律有,代入数据解得,故D正确;
故选:D。
赛车在前2s内做匀加速直线运动,根据图像的斜率求出加速度,由牛顿第二定律求出牵引力大小,再由功率公式求赛车在2s时的瞬时功率P;根据分析赛车在加速过程中牵引力变化情况;当牵引力等于阻力时,速度最大,由功率公式求最大速度;当速度时,根据功率公式和牛顿第二定律相结合求其加速度。
本题学生容易混淆匀加速阶段和额定功率阶段的牵引力变化规律,误将牵引力当作全程不变,也容易在计算额定功率和最大速度时忽略阻力与车重的比例关系。
8.【答案】BD
【解析】解:A、甲图是过原点的倾斜直线,说明x方向的速度随时间t均匀增大,加速度为恒定值,因此质点在x方向做初速度为0的匀加速直线运动,故A错误。
B、乙图是过原点的倾斜直线,位移-时间图像的斜率代表速度,斜率恒定说明y方向的速度为定值,因此质点在y方向做匀速直线运动,故B正确。
CD、合初速度的方向沿y轴正方向,合加速度的方向沿x轴正方向,二者方向相互垂直,不共线,因此合运动是匀变速曲线运动,故C错误,D正确。
故选:BD。
结合x方向的位置-时间图像与y方向的速度-时间图像,分析质点在两个方向的运动规律,再根据运动的合成判断各选项。需明确:x方向位置图像的斜率表示速度,y方向速度图像的斜率表示加速度,利用匀变速运动的规律计算速度、位移等物理量。
本题关键是区分x、y方向的运动类型匀速、y匀加速,再通过运动合成分析速度、位移、运动性质。需熟练掌握图像斜率速度、图像斜率加速度的物理意义,以及匀变速运动的公式应用。
9.【答案】AC
【解析】解:AB、卫星绕地球做匀速圆周运动时,根据万有引力提供向心力得,可得,
由知,因核心舱的轨道半径小于地球静止卫星的轨道半径,则核心舱绕地球飞行的角速度大于地球静止卫星的角速度,而地球静止卫星的角速度与地球自转角速度相等,则核心舱绕地球飞行的角速度大于地球自转的角速度。由知,核心舱的向心加速度大于地球静止卫星的向心加速度,故A正确,B错误;
C、设地球半径为R,核心舱在轨道上飞行的周期为,地球静止卫星运行的周期为。对于核心舱与地球静止卫星,根据开普勒第三定律可得
解得,核心舱在轨道上飞行的周期为地球自转周期的,故C正确;
D、于核心舱与地球静止卫星,根据万有引力提供向心力得
可得
则核心舱与地球静止卫星的线速度大小之比为,故D错误。
故选:AC。
地球静止卫星运行的角速度与地球自转角速度相等,根据万有引力提供向心力列式,来分析核心舱与地球静止卫星的角速度和向心加速度大小,即可确定核心舱绕地球飞行的角速度与地球自转的角速度大小;根据开普勒第三定律求核心舱在轨道上飞行的周期与地球静止卫星的周期之比,即可得到核心舱在轨道上飞行的周期与地球自转周期之比;根据万有引力提供向心力求核心舱与地球静止卫星的线速度大小之比。
本题主要是考查万有引力定律及其应用,解答本题的关键是能够根据万有引力提供向心力结合向心力公式进行分析,掌握开普勒第三定律的应用方法。
10.【答案】AD
【解析】解:完全相同的两球同时抛出,同时到达M,此时重力的瞬时功率,故A正确,B错误。
小球1落在斜面上,位移偏角等于斜面倾角,位移偏角公式
即
得
小球2速度垂直斜面,结合几何关系可得速度偏角为,
即
得
对小球1,水平方向匀速运动,结合几何关系可得,联立求得
对小球2,水平方向匀速运动,结合几何关系可得,联立求得
则位移比值,故D正确,C错误。
故选:AD。
重力瞬时功率,平抛运动竖直分速度;斜面平抛位移偏角,垂直撞斜面速度偏角满足对应几何关系,结合水平方向匀速运动分析。
本题考查平抛运动落在斜面、垂直撞击斜面两类模型,解题关键是区分位移偏角与速度偏角,重力瞬时功率仅由竖直分速度决定。
11.【答案】重垂线
是
1:1:1
【解析】解:竖直方向用重垂线确定,因为小球在竖直方向所受的重力是竖直向下的。
由图像可知:::3:5
根据匀变速直线运动规律,可知O点是抛出点;
由于水平距离
根据水平方向的运动规律有,可知:::1:1
竖直方向有
水平方向有,解得
故答案为:重垂线;是,1:1:1;。
根据小球在竖直方向做自由落体运动确定;
根据平抛运动水平方向做匀速直线运动,相邻点间水平距离相等,故相邻点间时间相等;
根据平抛运动规律计算。
本实验考查探究平抛运动的特点,平抛运动的规律水平方向做匀速直线运动,相邻点间水平距离相等,故相邻点间时间相等,竖直方向做自由落体运动。
12.【答案】能
AC
不正确
细绳的拉力属于内力,内力对系统做功的代数和为零,系统只有重力做功,系统机械能守恒
【解析】能完成实验,分两次进行实验,先在光电门1的位置做好标记,并记录光电门在1位置上时重物A下落过程中经过光电门的时间,然后把光电门移到光电门2的位置,再记录光电门在2位置上时重物A下落过程中经过光电门的时间,再用米尺量出光电门1、2位置间的高度差h即可;
重锤A经过光电门1时,由于遮光条宽度d很小,根据运动学规律得极短时间内的平均速度近似等于瞬时速度,则重锤A经过光电门1时速度的大小为;
同理,重锤A经过光电门2时速度的大小为,
重锤A从光电门1下降到光电门2的过程中,系统重力势能的减少量为,
系统动能的增加量为,
若系统机械能守恒,则有;
、存在空气阻力时,系统克服空气阻力做功,会使系统减少的重力势能一部分转化为内能,导致系统减少的重力势能略大于系统增加的动能,故A正确;
B、高度差h的测量值偏小,根据得计算出的重力势能减少量偏小,即系统减少的重力势能应小于系统增加的动能,故B错误;
C.遮光条宽度d的测量值偏小,根据得计算出的速度偏小,从而使系统增加的动能偏小,所以系统减少的重力势能应大于系统增加的动能,故C正确。
故选:AC。
该同学的观点不正确。对于重锤A、B和钩码组成的系统,细绳的拉力属于内力,内力对系统做功的代数和为零,系统只有重力做功,根据机械能守恒的条件得系统机械能守恒。
故答案为:能;;;;不正确;细绳的拉力属于内力,内力对系统做功的代数和为零,系统只有重力做功,系统机械能守恒。
根据实验原理分析判断;
根据光电门计算瞬时速度大小;
根据机械能守恒定律列式推导;
根据可能的误差原因进行分析判断;
根据系统机械能守恒条件进行分析解答。
考查机械能守恒定律的应用和基本器材的使用原理,会根据题意进行准确分析解答。
13.【答案】观测发现,该行星自转速度在缓慢加快,该星球将要瓦解时的自转周期为;
进一步观测发现,该行星半径为地球半径的p倍,自转周期为,若发射一颗该行星的同步卫星,同步卫星离该行星表面的高度为
【解析】当星球将要瓦解时,赤道上的物体所受的万有引力恰好提供向心力,即为星球质量,m为物体质量,为星球半径,T为自转周期已知星球密度与地球密度相同
地球密度
星球密度
所以
在地球表面
即
将和
代入
可得:
同步卫星绕行星做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,即
已知行星半径为地球半径的p倍,即,行星密度与地球密度相同,所以
又因为,所以
将和
代入
可得:
答:观测发现,该行星自转速度在缓慢加快,该星球将要瓦解时的自转周期为;
进一步观测发现,该行星半径为地球半径的p倍,自转周期为,若发射一颗该行星的同步卫星,同步卫星离该行星表面的高度为。
当星球将要瓦解时,赤道上的物体所受万有引力恰好提供向心力,结合星球与地球密度相同及地球表面重力加速度公式,求解该星球将要瓦解时的自转周期;
同步卫星绕行星做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,结合行星与地球密度关系及已知条件,求解同步卫星离该行星表面的高度。
本题是一道关于万有引力定律应用的综合题,重点考查对天体运动规律的理解和应用能力,难度中等,适合巩固万有引力定律在天体问题中的应用知识点。
14.【答案】【小题1】汽车对桥面的压力为或
【小题2】汽车对桥面的压力为或
【小题3】汽车对桥面的压力为或
【解析】解:汽车在平直桥面行驶时,竖直方向受力平衡,重力与桥面的支持力为一对平衡力,可得支持力
根据牛顿第三定律,汽车对桥面的压力等于支持力大小,即
汽车在拱形桥顶时,重力与支持力的合力提供向下的向心力,由向心力公式得
代入、,解得
根据牛顿第三定律,汽车对桥面的压力
汽车在凹形桥最低点时,支持力与重力的合力提供向上的向心力,由向心力公式得
代入数据解得
根据牛顿第三定律,汽车对桥面的压力。
答:汽车对桥面的压力为或;
汽车对桥面的压力为或;
汽车对桥面的压力为或。
汽车在平直桥面行驶时,由平衡条件求解汽车对桥面的压力;
汽车在桥顶时,重力和支持力的合力提供圆周运动的向心力,根据牛顿第二定律求出拱桥对汽车的支持力,再由牛顿第三定律得到汽车对桥顶的压力;
当汽车达凹形桥过水桥面最低位置时,支持力和重力的合力提供圆周运动的向心力,根据牛顿第二定律求出拱桥对汽车的支持力,再由牛顿第三定律得到汽车对桥顶的压力。
解决本题的关键搞清向心力的来源,运用牛顿第二定律求解。同时注意由牛顿第三定律得到汽车对桥顶的压力。
15.【答案】【小题1】由题意知,物块从传送带末端到B点做平抛运动,
则竖直方向有:
,
解得:
将B点的速度分解有:
,
解得:
,,
则物块A在传送带上的加速度为:
,
物块在传送带上匀加速到所运动的位移为:
;
联立解得:
,
【小题2】从B点到C点,对物块A,由动能定理可得:
,
物块A在C点时,由牛顿第二定律可得:
,
联立可得:
,
【小题3】由题意可知,物块A在木板D上时物块A的加速度为:
物块A在木板D上时,根据牛顿第二定律可得:
,
解得木板D的加速度为:
,
物块A在木板D上两物体的位移满足:
,,,
联立解得:
,舍去,
物块A离开木板D时有:
,
对木板D、E,由动能定理可得:
,
解得:
,
则木板D克服地面摩擦力所做的功为3J。
答:
【解析】解:由题意知,物块从传送带末端到B点做平抛运动,
则竖直方向有:
,
解得:
将B点的速度分解有:
,
解得:
,,
则物块A在传送带上的加速度为:
,
物块在传送带上匀加速到所运动的位移为:
;
联立解得:
,;
从B点到C点,对物块A,由动能定理可得:
,
物块A在C点时,由牛顿第二定律可得:
,
联立可得:
,;
由题意可知,物块A在木板D上时物块A的加速度为:
物块A在木板D上时,根据牛顿第二定律可得:
,
解得木板D的加速度为:
,
物块A在木板D上两物体的位移满足:
,,,
联立解得:
,舍去,
物块A离开木板D时有:
,
对木板D、E,由动能定理可得:
,
解得:
,
则木板D克服地面摩擦力所做的功为3J。
答:物块A从开始到与传送带共速时,相对地面的位移为;
物块A滑到C点时,受到圆弧轨道支持力的大小为;
物块A在木板D上运动过程中,木板D克服地面摩擦力所做的功为3J。
结合题意,对物块从传送带末端到B点的过程由平抛运动的运动学规律、速度的分解分别列式,对于物块在传送带上时,由牛顿第二定律、运动学规律分别列式,即可分析求解;
对于物块由B到C及在C点时,由动能定理、牛顿第二定律分别列式,即可分析求解;
结合前面分析及题意,物块在D上时,由牛顿第二定律、运动学规律分别列式,对于木板,由动能定理列式,即可分析求解。
本题主要考查对动能定理的掌握,解题的关键是:要先确定不同的力在哪个阶段做功,再根据动能定理列式,因为有些力在物体运动全过程中不是始终存在的。
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