四川省南充高级中学2026-2027学年高三上学期第一次月考模拟物理卷(选择性必修三、必修一)
2026-08-28
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摘要:
**基本信息**
结合核潜艇科技、奶茶气体等真实情境,通过实验探究与力学综合题,考查物理观念与科学思维,梯度覆盖基础到创新应用。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|10题/40分|热学(理想气体)、运动学(v-t图像)、核反应(裂变方程)|生活情境(奶茶气体)、科技热点(核潜艇)|
|实验题|2题/20分|弹力与形变量关系、加速度与力质量关系|科学探究(橡皮筋实验操作)|
|计算题|3题/40分|气体实验定律、追及问题、斜面体力学综合|模型建构(传送带系统)、科学推理(能量守恒)|
内容正文:
姓名: 班级:高2024级 班
高2024级第一次月考模拟卷
1.某同学在晚自习前购买的一杯加冰奶茶,未开封静置在桌上一段时间后,奶茶上方与密封膜之间的气体温度不变,但体积增大,密封气体可视为理想气体且无漏气,关于密封气体的说法正确的是( )
A.分子热运动越来越剧烈 B.与外界没有热交换
C.压强增大 D.气体从外界吸热
2.如图所示的四幅图分别为四个物体做直线运动的图像,下列说法正确的是( )
A.甲图中,物体在这段时间内的平均速度为 B.乙图中,物体的加速度大小为
C.丙图中,阴影面积表示时间内物体的位移 D.丁图中,秒内物体的位移大小为
3.如图,桌面叠放着8本质量均为m的书,已知各书本之间的动摩擦因数均为μ,要将图中上面的4本书抽出,需要的水平拉力最小为( )
A.μmg B.3μmg C.4μmg D.7μmg
4.一个锂核()受到一个质子()的轰击,变成两个α粒子。已知一个氢原子核的质量是,一个锂核的质量是,一个氦核的质量是。已知光速,则产生100个α粒子所释放的核能约为( )
A. B. C. D.
5.2020年1月10日,黄旭华获2019年国家最高科学技术奖。他是中国第一代核潜艇总设计师,成功研制了我国第一代核潜艇,为我国海基核力量实现从无到有的历史性跨越做出了卓越的贡献。核潜艇是以核反应堆为动力来源的潜艇,反应堆的核反应方程式为:,下列说法正确的是( )
A.元素有56个质子,144个中子 B.的比结合能(平均结合能)大于的比结合能
C.根据,裂变后释放核能,裂变过程质量发生亏损 D.要发生链式反应,铀块体积应小于临界体积
6.倾角为θ,质量为M的斜面体置于粗糙的水平地面,质量为m的物体恰能沿斜面匀速下滑。现在再对物体施加沿斜面向下的恒力F使物体匀加速下滑,如图所示,斜面体始终保持静止。正确的是( )
A.物体在匀速下滑时,地面对斜面体的支持力等于物体和斜面体的总重力
B.物体在匀加速下滑时,地面对斜面体的支持力不等于物体和斜面体的总重力
C.物体在匀速下滑时,地面对斜面体的摩擦力不等于零
D.物体在匀加速下滑时,地面对斜面体的摩擦力不等于零
7.一长为L=0.45m的金属管从地面以2m/s的速率竖直上抛,管在运动过程中保持竖直,管口正上方高h处有一小球同时自由下落,已知重力加速度,不计空气阻力,若金属管落地前小球从管中穿过,则h可能是( )
A.0.2m B.0.36m C.0.4m D.0.5m
8.(多选)一定量的理想气体从状态a开始,经历三个过程ab、bc、ca回到原状态,其图像如图所示,其中,ab过原点,bc与纵轴平行,ac与横轴平行,下列说法正确的是( )
A.过程ab中气体一定吸热 B.过程bc中气体既不吸热也不放热
C.a、b和c三个状态中,状态a分子的平均动能最小
D.b和c两个状态中,容器壁单位面积、单位时间内受到气体分子撞击的次数相同
9.(多选)如图,某同学用轻绳拉着气球沿水平方向做匀速直线运动。运动过程中,气球和人保持相对静止,轻绳与水平面的夹角为。气球受到空气阻力的大小与相对空气的速率成正比,空气始终相对于地面静止,忽略气球形状的变化。已知气球所受浮力恒定且大于重力。该同学沿原方向运动速度缓慢减小,下列说法正确的是( )
A.增大 B.减小 C.绳的拉力增大 D.绳的拉力减小
10.(多选)如图,水平传送带长,以速度顺时针匀速运动,质量均为1kg的小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连,时刻P在传送带左端具有速度,P与定滑轮间的绳水平,P与传送带之间的动摩擦因数为。已知重力加速度,不计定滑轮质量和滑轮与绳之间的摩擦,绳足够长。不考虑P冲出传送带后再返回的情况,正确的是( )
A.Q物体刚开始的加速度为 B.P在传送带上运动的时间为0.2s
C.P在传送带上留下的划痕长度为0.03m D.P与传送带共速后一起匀速运动
11.一位同学假期借助身边的简单材料,进行科学探究实践活动,主要操作如下:
(1)找来一段原长为5cm的橡皮筋,一端固定在O点,另一端用细线与一轻质饰品袋相连,然后将一枚枚相同的钢钉装入袋中并保持橡皮筋始终竖直,测量装入不同数量的钢钉后袋子静止时橡皮筋对应的长度,发现“橡皮筋的长度随钢钉的数量均匀增加”,这表明该橡皮筋产生的弹力与其形变量成__________(填“正比”或“反比”)。
(2)当装入30枚钢钉后,橡皮筋的长度恰好为8cm,此后保持饰品袋中钢钉数量不变,再于橡皮筋下端P点通过细线PS施加水平向右的拉力,使得OP缓慢偏离竖直方向,当偏角时保持静止,如图所示,已知,若平行四边形定则成立,则此时橡皮筋的长度应为__________cm。此后保持OP方向不变,细线PS缓慢逆时针旋转至竖直向上,则此过程中橡皮筋长度变化情况为____________________(填“一直变短”、“一直变长”、“先变短后变长”或“先变长后变短”)。
12.下图为探究加速度与力、质量关系的部分实验装置。
(1)实验中应将木板________(填“保持水平”或“一端垫高”)。
(2)为探究加速度与质量的关系,某小组依据实验数据绘制的图像如图所示,很难直观看出图线是否为双曲线。如果采用作图法判断与是否成反比关系,以下选项可以直观判断的有( )。(多选,填正确答案标号)
A.图像 B.图像
C.图像 D.图像
(3)为探究加速度与力的关系,在改变作用力时,甲同学将放置在实验桌上的槽码依次放在槽码盘上;乙同学将事先放置在小车上的槽码依次移到槽码盘上,在其他实验操作相同的情况下,________(填“甲”或“乙”)同学的方法可以更好地减小误差。
13.如图,“工”字型支架A固定在水平地面上,支架上端为一截面积的圆柱形活塞,活塞与质量m=20kg导热圆柱形汽缸B间封闭一定质量的理想气体,活塞与汽缸壁间无摩擦。已知环境温度,封闭气体的长度h=10cm,当环境温度缓慢变为时,封闭气体的长度减少1cm。外界大气压强。(1)求环境温度;(2)环境温度由变为的过程中,气缸内气体内能减少2J。判断该过程汽缸内气体是吸热还是放热?求热量的大小Q。
14.一辆轿车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶,其正前方有一货车以54km/h的速度匀速行驶。因突发情况货车以的恒定加速度刹车,此时二者相距20.75m,轿车司机的反应时间(看到货车刹车到自己做出刹车动作的时间)为0.5s。已知两车未发生碰撞。(1)等轿车司机反应过来时两车相距多远?
(2)货车的刹车距离多大?(3)轿车刹车的加速度至少多大?
15.如图,一斜面体固定在水平地面上,其顶端固定一光滑轻质的定滑轮(不计大小),两斜面光滑,斜面倾角分别为60°和30°,一条不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接A、B两物块(可视为质点),且起初A、B距地面的高度均为h,已知B物块的质量为m,重力加速度为g,不计空气阻力,计算结果可带根号。
(1)为了使A、B两物块恰能静止在斜面上,求A物块的质量;
(2)若A物块的质量也为m,由静止同时释放两物块,求当A物块刚滑至地面时的速度大小;
(3)若斜面体不固定,当斜面体在外力作用下以大小为g的加速度水平向左做匀加速直线运动时,为了使A、B两物块相对斜面静止,求A物块的质量。
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高2024级第一次月考模拟卷答案
一、单选题
1.某同学在晚自习前购买的一杯加冰奶茶,未开封静置在桌上一段时间后,奶茶上方与密封膜之间的气体温度不变,但体积增大,密封气体可视为理想气体且无漏气,关于密封气体的说法正确的是( )
A.分子热运动越来越剧烈 B.与外界没有热交换
C.压强增大 D.气体从外界吸热
【答案】D
【详解】A. 气体温度不变,分子热运动的剧烈程度不变,故A错误;
B. 气体体积增大,对外做功(W < 0),温度不变则内能不变(ΔU = 0),根据热力学第一定律 ΔU = Q + W,得 Q = -W > 0,气体从外界吸热,故与外界有热交换,故B错误;
C. 根据(PV = 常数),温度不变,体积增大,压强减小,故C错误;
D. 由热力学第一定律分析可知,气体从外界吸热,故D正确。
故选D。
2.如图所示的四幅图分别为四个物体做直线运动的图像,下列说法正确的是( )
A.甲图中,物体在这段时间内的平均速度为
B.乙图中,物体的加速度大小为
C.丙图中,阴影面积表示时间内物体的位移
D.丁图中,秒内物体的位移大小为
【答案】D
【详解】A.若图甲为初速度为0的匀加速直线运动,则在这段时间内的平均速度为
但图甲图像为加速度逐渐减小的加速运动,在时间内位移大于匀变速直线运动的位移,由可知,物体在时间内的平均速度大于,故A错误;
B.由运动学公式,初速度为零的直线运动满足,故图乙中图线斜率为
由图乙,故,故B错误;
C.图线与时间轴围成的面积表示速度的变化量,则可知图丙中阴影面积表示时间内物体速度的变化量,故C错误;
D.匀变速直线运动位移与时间公式
变形得
将图丁中坐标、代入解得,
秒内,故D正确。
故选D。
3.如图所示,桌面叠放着8本质量均为m的书,已知各书本之间的动摩擦因数均为μ,要将图中上面的4本书抽出,需要的水平拉力最小为( )
A.μmg B.3μmg C.4μmg D.7μmg
【答案】C
【详解】上方4本书的总重力为,它们和下方第5本书的接触面处,正压力等于上方4本书的总重力,因此该接触面的滑动摩擦力为
上方4本书内部的接触面属于被抽出的整体的内部接触面,不需要克服这些内部摩擦力;抽出过程只需克服上下两部分书之间的这一处滑动摩擦力,因此最小水平拉力等于该滑动摩擦力,即
故选C。
4.一个锂核()受到一个质子()的轰击,变成两个α粒子。已知一个氢原子核的质量是,一个锂核的质量是,一个氦核的质量是。已知光速,则产生100个α粒子所释放的核能约为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】根据电荷数守恒和质量数守恒,写出核反应方程:
可知1次核反应生成2个α粒子。计算单次反应的质量亏损
根据质能方程,单次反应释放的核能
生成100个α粒子需要的反应次数为
总释放能量为
故选A。
5.2020年1月10日,黄旭华获2019年国家最高科学技术奖。他是中国第一代核潜艇总设计师,成功研制了我国第一代核潜艇,为我国海基核力量实现从无到有的历史性跨越做出了卓越的贡献。核潜艇是以核反应堆为动力来源的潜艇,反应堆的核反应方程式为:,下列说法正确的是( )
A.元素有56个质子,144个中子
B.的比结合能(平均结合能)大于的比结合能
C.根据,裂变后释放核能,裂变过程质量发生亏损
D.要能发生链式反应,铀块的体积应小于临界体积
【答案】C
【详解】A.根据核反应过程质量数守恒有
解得
根据核反应过程电荷数守恒有
解得
则中子数为,故A错误;
B.重核裂变后,产物为中等质量核,中等质量核的比结合能更大,因此的比结合能小于的比结合能,故B错误;
C.裂变释放核能,根据质能方程,释放能量的本质是反应过程发生质量亏损,故C正确;
D.发生链式反应要求铀块体积大于等于临界体积,D错误。
故选C。
6.倾角为θ,质量为M的斜面体置于粗糙的水平地面,质量为m的物体恰能沿斜面匀速下滑。现在再对物体施加沿斜面向下的恒力F使物体匀加速下滑,如图所示,斜面体始终保持静止。下列说法正确的是( )
A.物体在匀速下滑时,地面对斜面体的支持力等于物体和斜面体的总重力
B.物体在匀加速下滑时,地面对斜面体的支持力不等于物体和斜面体的总重力
C.物体在匀速下滑时,地面对斜面体的摩擦力不等于零
D.物体在匀加速下滑时,地面对斜面体的摩擦力不等于零
【答案】A
【详解】AC.物体沿斜面匀速下滑时,对整体受力分析,竖直方向有
可知地面对斜面体的支持力等于物体和斜面体的总重力。对物体受力分析,由共点力平衡可知斜面对物体的支持力与摩擦力的合力一定竖直向上,故物体对斜面的压力与摩擦力的合力方向一定竖直向下,斜面体在水平方向没有运动趋势,可知此过程中地面对斜面体的摩擦力为零。故A正确,C错误;
BD.施加恒力F后,在匀加速下滑时,物体与斜面体之间的弹力和摩擦力并没有改变,地面对斜面体的支持力仍等于物体和斜面体的总重力,地面对斜面体的摩擦力仍等于零。故BD错误。
故选A。
7.一长为L=0.45m的金属管从地面以2m/s的速率竖直上抛,管在运动过程中保持竖直,管口正上方高h处有一小球同时自由下落,已知重力加速度,不计空气阻力,若金属管落地前小球从管中穿过,则h可能是( )
A.0.2m B.0.36m C.0.4m D.0.5m
【答案】A
【详解】根据竖直上抛运动的速度公式可得金属管上升的时间为
根据对称性可知金属管在空中运动的时间为
t时间内小球下落的高度为
若金属管和小球恰好同时落地,则
故金属管落地前小球从管中穿过,需要满足
故选A。
二、多选题
8.一定量的理想气体从状态a开始,经历三个过程ab、bc、ca回到原状态,其图像如图所示,其中,ab过原点,bc与纵轴平行,ac与横轴平行,下列说法正确的是( )
A.过程ab中气体一定吸热
B.过程bc中气体既不吸热也不放热
C.a、b和c三个状态中,状态a分子的平均动能最小
D.b和c两个状态中,容器壁单位面积、单位时间内受到气体分子撞击的次数相同
【答案】AC
【详解】A.由图示可知,ab过程,气体压强与热力学温度成正比,则气体发生等容变化,气体体积不变,外界对气体不做功,气体温度升高,内能增大,由热力学第一定律可知,气体吸收热量,故A正确;
B.由图示可知,bc过程气体发生等温变化,气体内能不变,压强减小,由玻意耳定律可知,体积增大,气体对外做功,由热力学第一定律可知,气体吸热,故B错误;
C.a、b和c三个状态中,状态a的温度最低,则分子的平均动能最小,故C正确;
D.由图象可知,bc过程气体发生等温变化,气体内能不变,压强减小,由玻意耳定律可知,体积增大,b、c状态气体的分子数密度不同,b和c两个状态中,容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同,故D错误。
故选AC。
9.如图所示,某同学用轻绳拉着气球沿水平方向做匀速直线运动。运动过程中,气球和人保持相对静止,轻绳与水平面的夹角为。气球受到空气阻力的大小与相对空气的速率成正比,空气始终相对于地面静止,忽略气球形状的变化。已知气球所受浮力恒定且大于重力。该同学沿原方向运动速度缓慢减小,下列说法正确的是( )
A.增大 B.减小
C.绳的拉力增大 D.绳的拉力减小
【答案】AD
【详解】AB.气球做匀速直线运动,合力为零。设空气阻力为、绳的拉力为、浮力为,则沿水平方向和竖直方向分别有,
由于空气阻力与速率成正比,速率减小时减小;又因和均不变,故
保持不变。由上述两式消去
整理得
因此减小使增大,题设范围内增大,故A正确,B错误;
CD.由前述平衡方程,绳的拉力的两个分量满足勾股关系,得
其中保持不变,减小时减小,故C错误,D正确。
故选AD。
10.如图所示,水平传送带长,以速度顺时针匀速运动,质量均为1kg的小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连,时刻P在传送带左端具有速度,P与定滑轮间的绳水平,P与传送带之间的动摩擦因数为。已知重力加速度,不计定滑轮质量和滑轮与绳之间的摩擦,绳足够长。不考虑P冲出传送带后再返回的情况,下列说法中正确的是( )
A.Q物体刚开始的加速度为
B.P在传送带上运动的时间为0.2s
C.P在传送带上留下的划痕长度为0.03m
D.P与传送带共速后一起匀速运动
【答案】BC
【详解】分阶段分析P的运动,受力与加速度分析:第一阶段:
P初速度大于传送带速度,P相对传送带向右滑,摩擦力向左
对P(向右为正)
对Q(向下为正)
由绳不可伸长
联立得,(P向右减速),
第一阶段:P减速至共速
向右运动
第二阶段:共速后
若一起匀速,需静摩擦力,故不能共速匀速。P相对传送带向左滑,摩擦力向右。
对P(向右为正)
对Q(向下为正),
求得(继续向右减速)
剩余位移,
即
求得
总时间
划痕长度
第一阶段相对位移:(P相对传送带向右)
第二阶段相对位移:(P相对传送带向左)
第二阶段未超出第一阶段划痕范围,故划痕长度为。
故选BC。
三、实验题
11.一位同学假期借助身边的简单材料,进行科学探究实践活动,主要操作如下:
(1)找来一段原长为5cm的橡皮筋,一端固定在O点,另一端用细线与一轻质饰品袋相连,然后将一枚枚相同的钢钉装入袋中并保持橡皮筋始终竖直,测量装入不同数量的钢钉后袋子静止时橡皮筋对应的长度,发现“橡皮筋的长度随钢钉的数量均匀增加”,这表明该橡皮筋产生的弹力与其形变量成__________(填“正比”或“反比”)。
(2)当装入30枚钢钉后,橡皮筋的长度恰好为8cm,此后保持饰品袋中钢钉数量不变,再于橡皮筋下端P点通过细线PS施加水平向右的拉力,使得OP缓慢偏离竖直方向,当偏角时保持静止,如图所示,已知,若平行四边形定则成立,则此时橡皮筋的长度应为__________cm。此后保持OP方向不变,细线PS缓慢逆时针旋转至竖直向上,则此过程中橡皮筋长度变化情况为____________________(填“一直变短”、“一直变长”、“先变短后变长”或“先变长后变短”)。
【答案】(1)正比
(2) 10 一直变短
【详解】(1)“橡皮筋的长度随钢钉的数量均匀增加”,这表明该橡皮筋产生的弹力与其形变量成正比。
(2)[1]设一枚硬币的质量为m,当装入30枚硬币后,橡皮筋的长度恰好为8cm,则有
其中
当偏角时保持静止,则有
解得
橡皮筋长度为
[2]保持OP方向不变,细线PS缓慢逆时针旋转至竖直向上,作出受力图如图所示:
则此过程中橡皮筋拉力T一直减小,由胡克定律,形变量一直减小,因此橡皮筋长度一直变短。
12.下图为探究加速度与力、质量关系的部分实验装置。
(1)实验中应将木板________(填“保持水平”或“一端垫高”)。
(2)为探究加速度与质量的关系,某小组依据实验数据绘制的图像如图所示,很难直观看出图线是否为双曲线。如果采用作图法判断与是否成反比关系,以下选项可以直观判断的有( )。(多选,填正确答案标号)
0.2
0.618
0.33
0.482
0.40
0.403
0.50
0.317
1.00
0.152
A.图像 B.图像 C.图像 D.图像
(3)为探究加速度与力的关系,在改变作用力时,甲同学将放置在实验桌上的槽码依次放在槽码盘上;乙同学将事先放置在小车上的槽码依次移到槽码盘上,在其他实验操作相同的情况下,________(填“甲”或“乙”)同学的方法可以更好地减小误差。
【答案】(1)一端垫高
(2)AD
(3)乙
【详解】(1)本实验需要平衡小车受到的摩擦力:将木板不带滑轮的一端适当垫高,让小车重力沿斜面向下的分力抵消摩擦力,后续实验中绳子的拉力才能等效为小车的合外力,因此不能保持木板水平。
(2)A.图像是过原点的直线,能非常直观验证与成正比,也就是与成反比,故A正确;
BC.图像、图像均为曲线,无法直观判断反比关系,故BC错误;
D.变形可得,即是定值,因此图像是平行于轴的水平直线,也可以直观验证与成反比,故D正确。
故选AD 。
(3)甲同学的操作:往槽码盘上加槽码时,系统(小车+所有槽码+槽码盘)的总质量不断增大,后续槽码总质量会逐渐接近甚至不满足远小于小车质量的条件,拉力的近似误差会明显变大。
乙同学的操作:把小车上的槽码移到槽码盘上,系统的总质量始终保持不变,探究与的关系时,只改变拉力(即槽码盘端的总重力),全程系统总质量恒定,能更好地满足实验近似条件,减小误差。因此乙的方法更优。
四、解答题
13.如图所示,“工”字型支架A固定在水平地面上,支架上端为一截面积的圆柱形活塞,活塞与质量m=20kg导热圆柱形汽缸B间封闭一定质量的理想气体,活塞与汽缸壁间无摩擦。已知环境温度,封闭气体的长度h=10cm,当环境温度缓慢变为时,封闭气体的长度减少1cm。外界大气压强。
(1)求环境温度;
(2)环境温度由变为的过程中,气缸内气体内能减少2J。判断该过程汽缸内气体是吸热还是放热?求热量的大小Q。
【答案】(1)
(2)放热,14J
【详解】(1)环境温度由缓慢变为的过程,封闭气体做等压变化,根据盖-吕萨克定律有
解得
(2)分析汽缸的受力,根据平衡条件有
解得
汽缸对气体做的功为
根据热力学第一定律有
其中,联立解得Q=-14J
所以气体对外放热,热量的大小14J
14.一辆轿车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶,其正前方有一货车以54km/h的速度匀速行驶。因突发情况货车以的恒定加速度刹车,此时二者相距20.75m,轿车司机的反应时间(看到货车刹车到自己做出刹车动作的时间)为0.5s。已知两车未发生碰撞。
(1)等轿车司机反应过来时两车相距多远?
(2)货车的刹车距离多大?
(3)轿车刹车的加速度至少多大?
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)在轿车司机反应时间时间内,轿车位移
货车位移
轿车司机反应过来时
计算可得。
(2)货车做匀减速直线运动,由运动学公式,有
可得。
(3)设轿车加速度大小为,从轿车反应过来经过时间t,轿车与货车速度相同,此时二者恰好相遇,即
则轿车与货车的位移关系有
其中
解得
即轿车加速度至少为,即。
15.如图所示,一斜面体固定在水平地面上,其顶端固定一光滑轻质的定滑轮(不计大小),两斜面光滑,斜面倾角分别为60°和30°,一条不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接A、B两物块(可视为质点),且起初A、B距地面的高度均为h,已知B物块的质量为m,重力加速度为g,不计空气阻力,计算结果可带根号。
(1)为了使A、B两物块恰能静止在斜面上,求A物块的质量;
(2)若A物块的质量也为m,由静止同时释放两物块,求当A物块刚滑至地面时的速度大小;
(3)若斜面体不固定,当斜面体在外力作用下以大小为g的加速度水平向左做匀加速直线运动时,为了使A、B两物块相对斜面静止,求A物块的质量。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)设轻绳的张力大小为T,A物块的质量,由A、B两物块均处于平衡状态,可得,
解得
(2)设A物块刚滑至地面时的速度为v,对于A、B系统,在滑动过程中,由机械能守恒定律得
解得
(3)设轻绳的张力大小为T,当斜面体向左做匀加速直线运动时,对A、B两物块,分别建立平面直角坐标系,进行正交分解,由牛顿第二定律对A,水平方向
竖直方向
对B,水平方向
竖直方向
解得
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