内容正文:
晓天中学2026年春学期期中质量检测
高一物理(试题卷)
命题范围:必修二第五章和第六章
一、单项选择题(本题共10小题,每小题3分,共30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. 沙包掷准是一项常见的课外活动。如图所示,在某次投掷时,小明将沙包(可视为质点)水平掷出。已知沙包被掷出时距地面的高度为1.8m。重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力。在此次投掷中,沙包从被水平掷出到落地所用时间为( )
A. 0.2s B. 0.4s C. 0.5s D. 0.6s
2. 下列说法中正确的是( )
A. 运动物体(质量不变)所受的合力不为零,物体的动能一定变化
B. 平抛运动任意相等时间内速度变化量一定相同
C. 匀速圆周运动虽然不是匀变速运动,但任意相等时间内速度变化仍相同
D. 两个互相垂直的匀变速直线运动的合运动一定为匀变速直线运动
3. 小石片沿水平方向用力投出,石片在水面上连续跳跃前进,这就是“打水漂”。以下图示最有可能表示石片“打水漂”运动轨迹的是( )
A. B.
C. D.
4. 某次风洞实验,乒乓球从静止开始下落一段时间后,进入如图所示的斜风区域下落一段时间,然后又进入无风区继续下落直至落地,不计乒乓球受到的阻力,则选项中最接近乒乓球真实运动轨迹的是( )
A. B.
C. D.
5. 如图所示,起重机的旋臂保持不动,天车吊着货物沿水平向右匀速行驶;同时启动起吊电动机,让货物沿竖直向上做匀加速运动,若分别以水平向右、竖直向上为轴、轴的正方向,取运动的起始点为坐标原点,则货物的运动轨迹是( )
A. B. C. D.
6. 如图所示,在一端封闭、长约1 m的玻璃管内注满清水,水中放一个红蜡做的小圆柱体A,将玻璃管的开口端用橡胶塞塞紧,把玻璃管倒置,在蜡块相对玻璃管匀速上升的同时将玻璃管紧贴着黑板沿水平方向向右移动,图中虚线为蜡块的实际运动轨迹,关于蜡块的运动,下列说法正确的是( )
A. 速度不断增大 B. 速度先增大后减小
C. 运动的加速度保持不变 D. 运动的加速度先水平向左后水平向右
7. 曲水流觞,是我国古代汉族民间的一种传统习俗。大家坐在河渠两旁,觞从同一位置顺流而下,飘到岸边时在谁的面前,谁就取觞饮酒。如图所示的觞随着流速恒定的河水自西向东飘向下游时,受到风力恒定的北风作用,不计其他阻力,则( )
A. 觞可能沿着运动轨迹4垂直靠岸 B. 觞靠岸的时间和风力大小无关
C. 觞靠岸的速度大小和风力大小无关 D. 觞的速度方向一定时刻改变
8. 如图所示,下列有关生活中的圆周运动实例分析,其中说法正确的是( )
A. 图甲中,自行车行驶时大齿轮上A点和小齿轮上B点的线速度大小相等
B. 图乙中,做圆锥摆运动的物体,受重力、绳的拉力和向心力作用
C. 图丙中,脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力
D. 图丁中,如果火车转弯时行驶速度超过设计速度,轮缘会挤压内轨
9. 如图所示,某游乐场的大型摩天轮直径为,匀速旋转一周需要的时间为。已知质量为的小华乘坐的车厢此刻处于摩天轮的最底部,则下列说法正确的是( )
A. 摩天轮运动的角速度为
B. 摩天轮运动的线速度为
C. 摩天轮运动的向心加速度为
D. 在最低点时座椅对小华的作用力大小为
10. 如图所示,餐桌上的水平玻璃转盘匀速转动时,其上的物品相对于转盘静止,则转盘上与转轴距离不相等的两个物品具有的相同物理量是( )
A. 线速度的大小 B. 受到的静摩擦力大小
C. 角速度 D. 向心加速度大小
二、多项选择题(本大题共5小题,每小题5分,共25分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分)
11. 关于曲线运动,以下说法中正确的是( )
A. 曲线运动一定是变速运动 B. 变速运动一定是曲线运动
C. 曲线运动一定是变加速运动 D. 曲线运动可以是匀变速运动
12. 一小船在静水中的速度为3m/s,它在一条河宽150m,水流速度为4m/s的河流中渡河,则下列说法中正确的是( )
A. 小船不可能到达正对岸
B. 小船渡河的时间不可能少于50s
C. 小船以最短时间渡河时,它沿水流方向的位移大小为250m
D. 小船以最短位移渡河时,位移大小为150m
13. 如图所示,A、B是“旋转秋千”中的两个座椅,通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上,不考虑空气阻力的影响,当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时,悬挂A、B的绳与竖直方向的夹角不相等,则下列说法正确的是( )
A. A的速度比B的速度大
B. A与B的向心加速度大小相等
C. A的转动半径小于B的转动半径
D. A与B的转动周期相等
14. 如图甲为一列质量为m的火车转弯时的情景。在弯道处外轨比内轨高,其简图如图乙所示,已知内外轨道对水平面倾角为,弯道处圆弧半径为R,火车转弯时的速度满足时,火车对内外铁轨均没有侧向挤压,则下列说法正确的是( )
A. 此时铁轨对火车的支持力大于mg
B. 此时铁轨对火车的支持力等于mg
C. 若,则外轨对外侧车轮轮缘有挤压
D. 若,则内轨对内侧车轮轮缘有挤压
15. 物理来源于生活,也可以解释生活。对于如图所示生活中经常出现的情况,分析正确的是( )
A. 图甲所示为洗衣机脱水桶,其脱水原理是利用了超重现象
B. 图乙中物体随水平圆盘一起做圆周运动时,只受到指向圆盘圆心的摩擦力
C. 图丙中汽车过拱桥最高点时,速度越大,对桥面的压力越小
D. 图丁中若轿车转弯时速度过大发生侧翻,是因为需要的向心力大于提供的向心力
二、实验题(本大题共2小题,每空2分,共18分)
16. 某同学用如图(a)所示的装置进行“探究平抛运动的规律”的实验。
(1)为了准确地描绘出平抛运动的轨迹,下列说法正确的是
A. 斜槽轨道必须光滑 B. 用折线把所有的点连接起来
C. 轴的方向根据重垂线来确定 D. 小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放
(2)该同学因操作失误,忘记记录小球平抛运动的初始位置。他选取轨迹中任意一点为坐标原点,建立坐标系(轴沿水平方向、轴沿竖直方向),如图(b)所示。在轨迹中选取、两点,坐标纸中每个小方格的边长为,重力加速度取。则小球从位置运动到位置的时间为__________,小球平抛运动的初速度__________,小球经过图中位置时的速度__________,小球经过图中位置时的竖直方向速度__________。
17. 如图所示是探究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系的实验装置。长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A到转轴距离的2倍,长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。
(1)在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时主要用到了物理学中的______。
A. 理想实验法 B. 控制变量法 C. 等效替代法 D. 演绎法
(2)探究向心力和角速度的关系时,将传动皮带套在两个变速塔轮上,将质量______(选填“相等”或“不相等”)的两个小球分别放在挡板______处(选填“A、C”或“B、C”),转动时发现左边标尺上露出的格数为右边标尺的4倍,那么左边塔轮的半径与右边塔轮的半径之比为______。
三、计算题(本大题共2小题,第18题13分,第19题14分,共27分)
18. 质量为m=1kg的小球从距水平地面高为h的位置以 的速度水平抛出,小球抛出点与落地点之间的水平距离为x=30m,不计空气阻力,取求:
(1)小球在空中飞行的时间t;
(2)小球抛出时的高度h;
(3)小球到达地面时的速度v大小和方向。
19. 如图所示,有一个可视为质点的质量为的小物块,从光滑平台上的点以的初速度水平飞出,到达点时,恰好沿点的切线方向进入固定在地面上的竖直圆弧轨道,圆弧轨道的半径为,点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角,不计空气阻力,取重力加速度。(,)。求:
(1)、两点的高度差;
(2)若小物块恰好能经过圆弧轨道最高点,求小物块经过点时的速度大小。
(3)若小物块经过圆弧轨道最低点时速度为,求小物块经过点时对轨道的压力。
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高一物理(试题卷)
命题范围:必修二第五章和第六章
一、单项选择题(本题共10小题,每小题3分,共30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. 沙包掷准是一项常见的课外活动。如图所示,在某次投掷时,小明将沙包(可视为质点)水平掷出。已知沙包被掷出时距地面的高度为1.8m。重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力。在此次投掷中,沙包从被水平掷出到落地所用时间为( )
A. 0.2s B. 0.4s C. 0.5s D. 0.6s
【答案】D
【解析】
【详解】沙包被水平掷出后,忽略空气阻力,做平抛运动。其在竖直方向上做初速度为零的自由落体运动。根据自由落体运动规律有
代入已知数据得
解得沙包从被水平掷出到落地所用的时间为
故D正确,ABC错误。
故选D。
2. 下列说法中正确的是( )
A. 运动物体(质量不变)所受的合力不为零,物体的动能一定变化
B. 平抛运动任意相等时间内速度变化量一定相同
C. 匀速圆周运动虽然不是匀变速运动,但任意相等时间内速度变化仍相同
D. 两个互相垂直的匀变速直线运动的合运动一定为匀变速直线运动
【答案】B
【解析】
【详解】A.合力不为零,若合力与速度方向垂直,则合力不做功,动能不变(如匀速圆周运动),故A错误;
B.平抛运动加速度恒为重力加速度,由可知,任意相等时间内速度变化量大小和方向均相同,故B正确;
C.匀速圆周运动中,速度方向时刻变化,加速度(向心加速度)方向也时刻变化,故任意相等时间内速度变化量方向不同,故C错误;
D.两个互相垂直的匀变速直线运动的合运动,若合加速度与合速度方向不共线,则为曲线运动;只有当二者共线时才是直线运动,故D错误。
故选B。
3. 小石片沿水平方向用力投出,石片在水面上连续跳跃前进,这就是“打水漂”。以下图示最有可能表示石片“打水漂”运动轨迹的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】小石片沿水平方向抛出后,石片与水发生作用时,水对石片的作用力导致石片反弹后竖直方向与水平方向的分速度均减小,若不计空气阻力,石片做斜抛运动,竖直方向做竖直上抛运动,由于竖直方向速度减小,竖直方向上升的最大高度减小,在空中运动的时间变短,因此每一次在空中运动过程中,水平方向的分位移也减小。则石片“打水漂”运动轨迹的是A。
故选A。
4. 某次风洞实验,乒乓球从静止开始下落一段时间后,进入如图所示的斜风区域下落一段时间,然后又进入无风区继续下落直至落地,不计乒乓球受到的阻力,则选项中最接近乒乓球真实运动轨迹的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】AD.离开斜风区时乒乓球的速度斜向左下方,在无风区内只受重力作用,则乒乓球的运动轨迹向下弯曲,故AD错误;
BC.由于乒乓球具有水平方向的速度,所以在落地前乒乓球的速度不可能竖直向下,故B错误,C正确。
故选C。
5. 如图所示,起重机的旋臂保持不动,天车吊着货物沿水平向右匀速行驶;同时启动起吊电动机,让货物沿竖直向上做匀加速运动,若分别以水平向右、竖直向上为轴、轴的正方向,取运动的起始点为坐标原点,则货物的运动轨迹是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】因为加速度向上,所以合力向上,合速度向右上,则物体做曲线运动,并且轨迹向上弯曲。
故选C。
6. 如图所示,在一端封闭、长约1 m的玻璃管内注满清水,水中放一个红蜡做的小圆柱体A,将玻璃管的开口端用橡胶塞塞紧,把玻璃管倒置,在蜡块相对玻璃管匀速上升的同时将玻璃管紧贴着黑板沿水平方向向右移动,图中虚线为蜡块的实际运动轨迹,关于蜡块的运动,下列说法正确的是( )
A. 速度不断增大 B. 速度先增大后减小
C. 运动的加速度保持不变 D. 运动的加速度先水平向左后水平向右
【答案】B
【解析】
【详解】AB.由图可知,在水平方向上,蜡块受到的合外力先指向右侧,故蜡块向右做匀加速直线运动;之后,蜡块受到的合外力指向左侧,故蜡块向右做匀减速直线运动,故蜡块水平方向的速度先增大后减小,而蜡块在竖直方向上做匀速直线运动,故蜡块合速度先增大后减小,故A错误,B正确;
CD.由上分析,可知蜡块运动的加速度方向先向右再向左,故加速度发生变化,故CD错误。
故选B。
7. 曲水流觞,是我国古代汉族民间的一种传统习俗。大家坐在河渠两旁,觞从同一位置顺流而下,飘到岸边时在谁的面前,谁就取觞饮酒。如图所示的觞随着流速恒定的河水自西向东飘向下游时,受到风力恒定的北风作用,不计其他阻力,则( )
A. 觞可能沿着运动轨迹4垂直靠岸 B. 觞靠岸的时间和风力大小无关
C. 觞靠岸的速度大小和风力大小无关 D. 觞的速度方向一定时刻改变
【答案】D
【解析】
【详解】A.觞有水平方向的分速度,不可能沿着运动轨迹4垂直靠岸,故A错误;
BC.垂直河岸方向,风力越大,运动的越快,觞靠岸的速度越大,所用时间越少,故BC错误;
D.有风力,觞的合力不为0,则速度方向一定时刻改变,故D正确。
故选D。
8. 如图所示,下列有关生活中的圆周运动实例分析,其中说法正确的是( )
A. 图甲中,自行车行驶时大齿轮上A点和小齿轮上B点的线速度大小相等
B. 图乙中,做圆锥摆运动的物体,受重力、绳的拉力和向心力作用
C. 图丙中,脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力
D. 图丁中,如果火车转弯时行驶速度超过设计速度,轮缘会挤压内轨
【答案】A
【解析】
【详解】A.图甲中,自行车行驶时大齿轮与小齿轮通过链条传动,则大齿轮上A点和小齿轮上B点的线速度大小相等,故A正确;
B.图乙中,做圆锥摆运动的物体,受重力、绳的拉力作用,重力和绳的拉力合力提供向心力,故B错误;
C.图丙中,脱水桶的脱水原理是水滴受到的附着力不足以提供所需的向心力,故C错误;
D.图丁中,如果火车转弯时行驶速度超过设计速度,则火车有离心运动的趋势,轮缘会挤压外轨,故D错误。
故选A。
9. 如图所示,某游乐场的大型摩天轮直径为,匀速旋转一周需要的时间为。已知质量为的小华乘坐的车厢此刻处于摩天轮的最底部,则下列说法正确的是( )
A. 摩天轮运动的角速度为
B. 摩天轮运动的线速度为
C. 摩天轮运动的向心加速度为
D. 在最低点时座椅对小华的作用力大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由题意可知周期为,由角速度的定义式有,故A错误;
B.由线速度的定义式有,故B错误;
C.由向心加速度的定义式有,故C错误;
D.根据牛顿第二定律有
则在最低点时座椅对小华的作用力为
故D正确。
故选D。
10. 如图所示,餐桌上的水平玻璃转盘匀速转动时,其上的物品相对于转盘静止,则转盘上与转轴距离不相等的两个物品具有的相同物理量是( )
A. 线速度的大小 B. 受到的静摩擦力大小
C. 角速度 D. 向心加速度大小
【答案】C
【解析】
【详解】由题意可知,转盘上与转轴距离不相等的两个物品为同轴转动,具有相同的角速度、周期;根据、和可知,由于两个物品的半径不同,且质量大小不确定,线速度大小和向心加速度大小均不相等,静摩擦力不一定相等。
故选C。
二、多项选择题(本大题共5小题,每小题5分,共25分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分)
11. 关于曲线运动,以下说法中正确的是( )
A. 曲线运动一定是变速运动 B. 变速运动一定是曲线运动
C. 曲线运动一定是变加速运动 D. 曲线运动可以是匀变速运动
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.曲线运动中速度方向不断改变,所以速度矢量一定变化,曲线运动一定是变速运动;但变速运动的速度方向可以不变,如匀变速直线运动,故A正确,B错误。
CD.物体做曲线运动的条件是速度方向与加速度方向不在同一直线上,加速度可以保持不变(匀变速运动),也可以发生变化(变加速运动),故C错误,D正确。
故选AD。
12. 一小船在静水中的速度为3m/s,它在一条河宽150m,水流速度为4m/s的河流中渡河,则下列说法中正确的是( )
A. 小船不可能到达正对岸
B. 小船渡河的时间不可能少于50s
C. 小船以最短时间渡河时,它沿水流方向的位移大小为250m
D. 小船以最短位移渡河时,位移大小为150m
【答案】AB
【解析】
【详解】A.小船在静水中的速度小于水流速度,故小船不可能到达正对岸,故A正确;
B.小船渡河的最短时间为
故B正确;
C.小船以最短时间渡河时,它沿水流方向的位移大小为
故C错误;
D.设船头指向与河岸方向的夹角为,可得
小船以最短位移渡河时,位移大小为
故D错误。
故选AB。
13. 如图所示,A、B是“旋转秋千”中的两个座椅,通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上,不考虑空气阻力的影响,当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时,悬挂A、B的绳与竖直方向的夹角不相等,则下列说法正确的是( )
A. A的速度比B的速度大
B. A与B的向心加速度大小相等
C. A的转动半径小于B的转动半径
D. A与B的转动周期相等
【答案】CD
【解析】
【详解】AC.由图可知的悬挂位置在的内侧,故两座椅的转动半径满足。两座椅随圆盘同轴转动,角速度相同,由
可知,故A错误,C正确。
B.向心加速度
两座椅角速度相同且,所以,故B错误;
D.两座椅与圆盘保持相对静止,角速度相同,由
可知转动周期相等,故D正确。
故选CD。
14. 如图甲为一列质量为m的火车转弯时的情景。在弯道处外轨比内轨高,其简图如图乙所示,已知内外轨道对水平面倾角为,弯道处圆弧半径为R,火车转弯时的速度满足时,火车对内外铁轨均没有侧向挤压,则下列说法正确的是( )
A. 此时铁轨对火车的支持力大于mg
B. 此时铁轨对火车的支持力等于mg
C. 若,则外轨对外侧车轮轮缘有挤压
D. 若,则内轨对内侧车轮轮缘有挤压
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】AB.对火车进行受力分析,如图所示
火车对内外铁轨均没有侧向压力时,有
所以此时铁轨对火车的支持力大于mg,A正确,B错误;
CD.若
则火车需要的向心力为
要使火车安全驶过弯道,则外轨对外侧车轮轮缘有挤压,C正确,D错误。
故选AC。
15. 物理来源于生活,也可以解释生活。对于如图所示生活中经常出现的情况,分析正确的是( )
A. 图甲所示为洗衣机脱水桶,其脱水原理是利用了超重现象
B. 图乙中物体随水平圆盘一起做圆周运动时,只受到指向圆盘圆心的摩擦力
C. 图丙中汽车过拱桥最高点时,速度越大,对桥面的压力越小
D. 图丁中若轿车转弯时速度过大发生侧翻,是因为需要的向心力大于提供的向心力
【答案】CD
【解析】
【详解】A.图甲所示为洗衣机脱水桶,其脱水原理是水滴的附着力小于所需的向心力时水滴做离心运动,从而被甩出,故A错误;
B.图乙中物体随水平圆盘一起做匀速圆周运动时,一定受到指向圆盘圆心的摩擦力。而当物体随水平圆盘做变速圆周时,物体的线速度大小是变化的,即在切线方向存在摩擦力的分力,即此时物体所受摩擦力不指向圆心,故B错误;
C.C.图丙中汽车过拱桥最高点时,满足
因此当汽车过拱桥最高点时,速度越大,对桥面的支持力N越小,即压力越小,故C正确;
D.图丁中若轿车转弯时速度过大发生侧翻,是因为汽车做离心运动,即需要的向心力大于提供的向心力,故D正确。
故选CD。
二、实验题(本大题共2小题,每空2分,共18分)
16. 某同学用如图(a)所示的装置进行“探究平抛运动的规律”的实验。
(1)为了准确地描绘出平抛运动的轨迹,下列说法正确的是
A. 斜槽轨道必须光滑 B. 用折线把所有的点连接起来
C. 轴的方向根据重垂线来确定 D. 小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放
(2)该同学因操作失误,忘记记录小球平抛运动的初始位置。他选取轨迹中任意一点为坐标原点,建立坐标系(轴沿水平方向、轴沿竖直方向),如图(b)所示。在轨迹中选取、两点,坐标纸中每个小方格的边长为,重力加速度取。则小球从位置运动到位置的时间为__________,小球平抛运动的初速度__________,小球经过图中位置时的速度__________,小球经过图中位置时的竖直方向速度__________。
【答案】(1)CD (2) ①. ②. ③. ④.
【解析】
【小问1详解】
[1]AD.为了保证小球的初速度相等,小球每次应从斜槽的同一位置由静止释放,斜槽轨道不一定需要光滑,A错误,D正确;
B.舍掉误差较大的点,应用平滑的曲线把剩余的点连接起来,B错误;
C.为保证轴竖直,轴的方向根据重垂线来确定,C正确;
故选CD。
【小问2详解】
[2]小球竖直方向有
解得
[3]则小球平抛运动初速度
[4]小球在A点竖直方向速度
小球经过点时的速度
[5]小球经过图中位置时的竖直方向速度
17. 如图所示是探究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系的实验装置。长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A到转轴距离的2倍,长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。
(1)在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时主要用到了物理学中的______。
A. 理想实验法 B. 控制变量法 C. 等效替代法 D. 演绎法
(2)探究向心力和角速度的关系时,将传动皮带套在两个变速塔轮上,将质量______(选填“相等”或“不相等”)的两个小球分别放在挡板______处(选填“A、C”或“B、C”),转动时发现左边标尺上露出的格数为右边标尺的4倍,那么左边塔轮的半径与右边塔轮的半径之比为______。
【答案】(1)B (2) ①. 相等 ②. A、C ③.
【解析】
【小问1详解】
在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时主要用到了物理学中的控制变量法,故选B;
【小问2详解】
[1][2][3]探究向心力和角速度的关系时,要保持质量和半径不变,则将传动皮带套在两个变速塔轮上,将质量相等的两个小球分别放在挡板A、C处,转动时发现左边标尺上露出的格数为右边标尺的4倍,可知左右两边向心力之比为4:1,根据可知角速度之比为2:1;因塔轮边缘的线速度相等,根据可得,那么左边塔轮的半径与右边塔轮的半径之比为1:2。
三、计算题(本大题共2小题,第18题13分,第19题14分,共27分)
18. 质量为m=1kg的小球从距水平地面高为h的位置以 的速度水平抛出,小球抛出点与落地点之间的水平距离为x=30m,不计空气阻力,取求:
(1)小球在空中飞行的时间t;
(2)小球抛出时的高度h;
(3)小球到达地面时的速度v大小和方向。
【答案】(1)
(2)
(3),方向与水平方向夹角的正切值
【解析】
【小问1详解】
小球在空中飞行的时间为
【小问2详解】
小球抛出时的高度为
【小问3详解】
小球到达地面时竖直分速度为
到达地面时的速度为
到达地面时的速度与水平方向的夹角为,则有
19. 如图所示,有一个可视为质点的质量为的小物块,从光滑平台上的点以的初速度水平飞出,到达点时,恰好沿点的切线方向进入固定在地面上的竖直圆弧轨道,圆弧轨道的半径为,点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角,不计空气阻力,取重力加速度。(,)。求:
(1)、两点的高度差;
(2)若小物块恰好能经过圆弧轨道最高点,求小物块经过点时的速度大小。
(3)若小物块经过圆弧轨道最低点时速度为,求小物块经过点时对轨道的压力。
【答案】(1)
(2)
(3)100N,方向竖直向下
【解析】
【小问1详解】
由题意可知,小物块在B点的速度为
小物块在B点竖直方向的分速度为
根据平抛运动在竖直方向为自由落体可知
【小问2详解】
小物块恰好能经过圆弧轨道最高点D,此时重力恰好提供向心力
解得
【小问3详解】
小物块运动到C点时,设轨道对小物块的支持力为N,根据牛顿第二定律
解得
根据牛顿第三定律,小物块对轨道的压力等于轨道对小物块的支持力,为100N,方向竖直向下。
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