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安徽师范大学附属中学2026-2027学年度高三上学期开学考物理试题
(考试时间:75分钟 满分:100分)
一、单项选择题:本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求。
1. 急动度是描述加速度变化快慢的物理量,定义式“”。为评估某品牌新能源汽车起步时的平稳性,一辆测试车从静止开始沿平直公路启动,车载系统在起步阶段“0-4 s”内将急动度设定为: ()。已知t=0时,a0=0,下列关于汽车在起步阶段“0-4 s”内的说法正确的是( )
A. 汽车的加速度随时间均匀增加 B. 汽车的加速度随时间均匀减小
C. 汽车在t=2 s时加速度达到最大值 D. 汽车在t=2 s时速度达到最大值
【答案】C
【解析】
【详解】A.急动度是加速度对时间的变化率,即
加速度随时间均匀变化要求为恒定值,但本题 是随时间变化的函数,因此加速度不是均匀变化,故A错误;
B.同理,加速度均匀减小也要求为恒定负值,不是恒定值,故B错误;
C.已知t=0时,a0=0,t=2s时,急动度为零,之前为正值,说明加速度增加到最大值,之后急动度为负值,加速度开始减小,t=2s时,加速度达到最大值,故C正确;
D.t=2s时,加速度达到最大值,但速度仍在增大,当加速度减小到零,速度达到最大,故D错误。
故选C。
2. 甲、乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向做直线运动,其(x表示汽车的位移,t表示发生这段位移所需时间)图像如图所示。已知两车在t=3s时并排行驶,关于两车之间的运动关系,下列说法正确的是( )
A. 甲车的加速度大小为10
B. 乙车的初速度大小为2.5m/s
C. 在t=4s时,甲、乙两车速度相同
D. 在t=0时,甲车在乙车前方3.75m
【答案】D
【解析】
【详解】AB.根据
整理得
可得图像斜率、纵截距分别为,
可得甲、乙车的初速度大小分别为,
甲、乙车的加速度大小分别为,,故AB错误;
C.在t=4s时,甲、乙两车速度分别为,
可得甲、乙两车速度不相同,故C错误;
D.甲、乙车的位移分别为,
可得
已知两车在t=3s时并排行驶,可得在t=0时,甲车在乙车前方3.75m,故D正确。
故选D。
3. 如图所示,光滑圆弧固定在水平地面上,圆心为O,圆弧最低点D与水平面相切,OD处竖直放置一光滑挡板。现可视为质点的A、B两球通过轻杆连接,恰好静止于圆弧与挡板间。已知圆弧半径为R,杆长为,OA与竖直方向的夹角为30°,A、B两球的质量分别为、,圆弧对小球A的支持力为,挡板对B球的支持力为。下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设杆对两球的作用力大小均为F,受力分析如图所示,由几何关系可得为等腰三角形,且两小角均为30°,则由平衡可知,,,
可得,
故选C。
4. 如图所示,轻绳两端分别与A、D两物体相连接,,,,,物体A、B、C、D之间及D与地面间的动摩擦因数均为,轻绳与滑轮间的摩擦可忽略不计,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,取。若要用力将D物体拉动,则作用在D物体上水平向左的拉力最小为( )
A. 20 N B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A、B间最大静摩擦力为
当A刚要拉动时,右侧绳子的拉力至少等于A、B间最大静摩擦力,即
B、C间的最大静摩擦力
故A、B间最大静摩擦力小,A、B间先滑动;D与地面间的最大静摩擦力
再对B、C、D三个物体组成的整体进行研究,由平衡条件得到,水平向左的拉力最小值为
故选B。
5. 如图所示,将两小沙包、以不同的初速度分别从、两处先后相差水平相向抛出,同时落在水平面同一处,且速度方向与竖直方向夹角相等。两小沙包、视为质点,并在同一竖直面内运动,不计空气阻力,重力加速度取,下列说法正确的是( )
A. 处比处高
B. 若将两沙包同时水平抛出,落地前可能会相遇
C. 若已知处高度和沙包的下落时间,可求出、的水平距离
D. 若已知处高度和沙包的初速度,可求出、的水平距离
【答案】D
【解析】
【详解】A.设沙包b下落时间为t,则沙包a下落时间为, A处比B处高
整理得
因为重力加速度取,所以
结合可知,即。故A错误;
B.根据平抛运动的轨迹可知,若两沙包同时水平抛出,在落地前两沙包不会相遇,故B错误;
CD.由于落地时沙包的速度方向与竖直方向夹角相等,则有
A、B两点间的水平距离为 ,可知要求A、B的水平距离,需要已知其中一个沙包的下落时间和初速度。平抛运动的下落时间由高度决定。故C错误,D正确。
故选D。
6. 某同学在课外活动时设计了一个小游戏,将质量为的滑块套在竖直杆上,滑块外侧有一轨道(可使轻绳绕滑块无摩擦转动),长为的轻绳一端与轨道相连,另一端与质量为的小球相连,滑块与竖直杆间的动摩擦因数。让小球绕竖直杆在水平面内做匀速圆周运动,重力加速度为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,滑块恰好不下滑,则小球做圆周运动的角速度为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】小球绕竖直杆在水平面内做匀速圆周运动,设轻绳与竖直方向夹角为,绳拉力,则小球匀速圆周半径
对小球分析:竖直方向,水平方向
解得,
对滑块分析:绳拉力沿绳斜向下,水平分量,杆支持力
竖直方向受重力、绳拉力竖直分量、摩擦力
滑块恰好不下滑,有
代入、,解得
则
故,
代入,解得
故选C。
7. 如图所示,有两颗中子星 A、B 组成的双星系统,绕其连线上的O点做匀速圆周运动,若经过若干年的演化后,A、B间的距离变为原来的k1,转速变为原来的k2,则下列说法正确的是( )
A. A、B 的运动周期为原来的k2倍
B. A、B 运动的角速度为原来的倍
C. A、B 质量之和为原来的倍
D. A、B 运动的线速度平方之和为原来的倍
【答案】C
【解析】
【详解】A.设A的质量为,B的质量为,原来A、B相距为L,A的轨道半径为,B的轨道半径为,它们的转速n,则周期
若干年演化后,周期 ,故A 错误;
B.角速度之比等于转速之比,因此 A、B 运动的角速度为之前的 k2倍,故B错误;
C.对A,万有引力提供向心力,则有
对 B 则有
联立解得
可见,两星之间的距离变为原来的k1倍,转速变为原来的k2倍后,总质量,C 正确;
D.对 A 万有引力提供向心力,则有
解得
同理对B则有
因此
可见,只有当 M=m 时
两星之间的距离变为原来的 k1倍,线速度平方之和为之前倍,但现在质量关系不确定,则线速度平方之和不一定为之前倍,故D错误。
故选C。
8. 如图所示,竖直面内的M点到N点有I、II两条光滑轨道,I轨道相切于N。两个质量相同小物块甲、乙同时从M点由静止释放,分别沿I、II轨道滑到N点。两物块在离开M点,到达N点的过程中,下列说法正确的是( )
A. 甲和乙达到N点时速度相同 B. 甲和乙同时到达N点
C. 甲和乙的加速度始终不同 D. 甲重力的功率先增大后减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.轨道光滑,由机械能守恒可知,甲乙到达N点时速度大小相等,但速度是矢量,甲沿I轨道到N,I相切于水平点N,甲速度方向水平;乙沿倾斜直轨道II下滑,速度方向沿斜面向下,二者速度方向不同,因此速度不同。故A错误。
B.下滑初始阶段,I轨道切线倾角更大,甲的切向加速度
更大,速度增长比乙快,同一高度处甲的速率始终大于乙,尽管I轨道路程更长,但甲平均速率更大,甲先到达N点。故B错误。
C.加速度
甲轨道倾角从大于乙的倾角逐渐减小到0,过程中一定存在某一位置,甲轨道切线倾角等于乙轨道倾角,此时二者加速度相等,因此加速度不是始终不同。故C错误。
D.重力的瞬时功率,是竖直方向分速度:初始时甲静止,,;到达N点时,甲速度方向水平,,;下滑过程中先增大后减小,因此重力的功率先增大后减小。故D正确。
故选D。
二、多选题:本题共2小题,每小题5分,共10分。在每小题给出的选项中,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。
9. 如图,质量为m的滑块A在足够长的斜面B上匀速下滑,B的质量为M,则以下选项正确的是( )
A. B对A的作用力方向竖直向上
B. 若在运动过程中,对A施加一个竖直向下的恒力,则滑块仍将与速下滑
C. 若在运动过程中,对A施加一个水平向右的恒力,则在滑块下滑过程中,B对地面的压力将大于
D. 若在运动过程中,对A施加一个水平向右的恒力,则在滑块下滑过程中,B对地面的静摩擦力向右
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.滑块A匀速下滑,受重力和斜面B的作用力,合力为零,因此B对A的作用力方向与重力方向相反,竖直向上,A正确;
B.设斜面倾角为,滑块与斜面间的动摩擦因数为,开始时滑块能匀速下滑,则有
解得
如果加一竖直向下的恒力F1,对滑块受力分析得:沿斜面向下的力为
滑块与斜面间的摩擦力为
可知
即滑块将仍然沿斜面匀速下滑,故B正确;
CD.在滑块上加一水平向右的力F2,沿斜面方向
故滑块做减速运动,具有沿斜面向上的加速度。
对斜面和滑块整体有竖直向上的分加速度,所以整体处于超重状态,B对地面的压力将大于;
同时对斜面和滑块整体有水平向右的分加速度,因此受到地面对B向右的静摩擦力,则B对地面的静摩擦力向左。故C正确,D错误。
故选ABC。
10. 如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型,下列说法正确的是( )
A. 图a中轻杆长为l,若小球在最高点的角速度小于,杆对小球的作用力向上
B. 图b中若火车转弯时未达到规定速率,轮缘对外轨道有挤压作用
C. 图c中若A、B均相对圆盘静止,则A、B所受摩擦力的大小一定相等
D. 图d中两个小球在相同的高度做匀速圆周运动,它们的角速度相同
【答案】AD
【解析】
【详解】A.在图a最高点取指向圆心的竖直向下为正方向,设杆对小球沿杆方向的有符号作用力为。由牛顿第二定律得
由此得
题设,即
故,杆对小球的作用力方向向上,故A正确;
B.设火车规定速度为。在规定速度下,倾斜轨道的支持力满足,
由上两式消去,得规定速度满足
其中为转弯半径。当实际速度时,所需向心力小于支持力在水平方向的分量,火车有沿斜面向下滑向内轨的趋势,轮缘会挤压内轨而不是外轨,故B错误;
C.A、B均相对圆盘静止时,静摩擦力分别提供各自的向心力,有,
图中两物体到转轴的半径不同,且质量也未给出相等条件,因此两摩擦力不一定相等,故C错误;
D.设悬点到圆周运动平面的竖直高度为,对圆锥摆小球受力分析,向心力由重力和拉力的合力提供:
而圆周运动半径
联立可得 。两球做圆周运动的高度相同,因此角速度相同,D正确。
故选AD。
三、非选择题:共5题。共58分。
11. 如图所示,在平直的公路上,甲车以36km/h的速度匀速行驶,乙车以54km/h的速度匀速行驶。当前方路口处的绿灯开始闪烁时,乙车立即开始减速,甲车一直以原速率匀速运动,黄灯亮起时,甲车恰好通过停止线;红灯亮起时,乙车恰好停在停止线处,再次亮起绿灯时,乙车以的加速度做匀加速直线运动,速度达到54km/h时保持该速度做匀速直线运动。已知绿灯闪烁的时间为3s,黄灯亮的时间也为3s,红灯亮的时间为30s,两停止线之间的距离为30m,不考虑司机的反应时间,汽车均可视为质点。求:
(1)乙车减速的加速度大小;
(2)乙车追上甲车前,甲、乙两车沿着公路相距最远距离;
(3)乙车从停止线处开始运动后追上甲车的时间。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
甲、乙两车的速度分别为、
从绿灯开始闪烁到红灯亮起的时间为
乙车做匀减速直线运动,由
整理得
【小问2详解】
绿灯开始闪烁至黄灯亮起经历,甲车在这段时间内的位移为,恰好等于两停止线间距,故绿灯开始闪烁时甲车位于停止线处。乙车从开始减速到停在停止线处的位移为
故绿灯开始闪烁时乙车在停止线后方处。乙车速度减至与甲车相等所用时间为
在此前乙车速度大于甲车速度,两车间距减小;此后至乙车停止,两车间距增大,乙车停止时两车相距
乙车停下后,在红灯亮的内甲车继续前进,因此再次亮绿灯时两车相距
设乙车从停止线处重新起步后经过时间。当乙车速度小于甲车速度时,两车间距增大;当乙车速度大于甲车速度时,两车间距减小,故两车速度相等时相距最远。由
整理得
此时甲、乙两车从再次亮绿灯起的位移分别为
由关系式
因此两车相距的最大距离为
【小问3详解】
乙车加速到所用时间为
在这段时间内,乙车的位移为
乙车达到时,甲车到停止线的距离为
两车仍相距
此后乙车以匀速行驶,两车的相对速度为
乙车追上甲车还需
故乙车从停止线处开始运动后追上甲车的时间为
12. 质量为m=2kg的物体放在水平地板上,用一轻弹簧水平推拉该物体。已知弹簧原长l0=10cm,劲度系数k=200N/m,当物体刚开始运动时,弹簧伸长到13cm。当拉着物体匀速前进时,弹簧伸长到12cm,g=10m/s2。求:
(1)物体和地板间的最大静摩擦力
(2)物体和地板间的动摩擦因数
(3)若用轻弹簧水平推静止的该物体,弹簧压缩到8cm,物体所受的摩擦力为多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
物体刚开始运动时,弹簧弹力与最大静摩擦力平衡。弹簧伸长量
由胡克定律
得弹力
因此最大静摩擦力
【小问2详解】
物体匀速前进时,滑动摩擦力与弹簧弹力平衡。弹簧伸长量
弹力
即滑动摩擦力
水平面支持力
由滑动摩擦力公式
可得
【小问3详解】
弹簧压缩量
弹力
所以物体仍静止,所受摩擦力大小为
13. 某同学在站台安全区候车时,用手机记录了列车进站时的运动。从第1节车厢头经过他开始计时,经过50s列车停下,此时他站在第7节车厢头。他向列车车尾方向行走了50步到达他乘坐的第8节车厢头。若该同学步长约为50cm,此过程视为匀减速直线运动,列车已关闭动力,且每节车厢所受阻力大小相等,每节车厢长度相同,每节车厢的质量为50吨,试估算:
(1)开始计时时列车的速度大小;
(2)每节车厢受到的阻力的大小。
【答案】(1)
(2)6000N
【解析】
【小问1详解】
同学向车尾走的距离等于1节车厢长度
从第1节车头经过人到停下时第7节车头经过人,位移为6节车厢长度,即
匀减速直线运动末速度为0,由匀变速平均速度公式
解得
【小问2详解】
由速度公式可知
解得:
列车进站时动力为0,合力等于总阻力。设共有n节车厢,每节质量
每节阻力为f,由牛顿第二定律
解得
14. 如图所示,一倾角为足够长的固定斜面OC,斜面上一点B,B点正上方处有一点A,在A点以的速率抛出一小球,抛出的方向不定。运动轨迹在OAB所在的平面内。(不计空气阻力,g取,)
(1)求小球落回斜面的最长时间;
(2)若从A点竖直上抛,同时受到水平方向的恒定风力作用,风力大小是重力的倍。经过一段时间,小球到达与抛出点A等高的C点,求从A点到C点过程中最小速度v的大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】
【小问1详解】
A点到斜面的垂直距离为
垂直斜面的加速度
方向垂直于斜面向下;取垂直斜面向上为正方向,当小球垂直斜面向上抛出时时间最长为,有
整理得
解得
【小问2详解】
对小球受力分析,F为合力,则
方向与竖直方向成角,有
将初速度沿F所在直线方向和垂直F方向分解,可知在沿F所在直线方向上先做匀减速运动后做匀加速运动,在垂直F方向上做匀速运动,故沿F所在直线方向上速度为0时速度最小,计算得
【点睛】
15. 如图,某同学研究卫星先环绕地球运动,之后再做变轨的过程。设卫星质量为,先在近地圆轨道上绕地球运行。已知地球质量为,引力常量为,地球半径为。
(1)求卫星变轨前的运行速率;
(2)研究变轨时,在地表附近的点短暂启动发动机,使卫星进入椭圆轨道,该轨道的远地点距地心为。已知卫星的引力势能可表示为(为卫星到地心的距离,设无限远处引力势能为零)
a.求变轨前卫星的机械能;
b.结合开普勒第二定律,求短暂启动过程中发动机对卫星做的功。
【答案】(1)
(2)a.,b.
【解析】
【小问1详解】
卫星变轨前在近地轨道上环绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力得
解得
【小问2详解】
a. 变轨前卫星的动能为
变轨前卫星的引力势能为
变轨前卫星的机械能为
解得
b. 变轨后卫星在椭圆轨道上运动,设其在、点的速度大小分别为、。
变轨后卫星从到的过程,根据机械能守恒定律有
根据开普勒第二定律,取极短时间,有
联立解得
变轨的瞬间卫星的引力势能不变,根据功能关系,点火过程中发动机对卫星做的功为
解得
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安徽师范大学附属中学2026-2027学年度高三上学期开学考物理试题
(考试时间:75分钟 满分:100分)
一、单项选择题:本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求。
1. 急动度是描述加速度变化快慢的物理量,定义式“”。为评估某品牌新能源汽车起步时的平稳性,一辆测试车从静止开始沿平直公路启动,车载系统在起步阶段“0-4 s”内将急动度设定为: ()。已知t=0时,a0=0,下列关于汽车在起步阶段“0-4 s”内的说法正确的是( )
A. 汽车的加速度随时间均匀增加 B. 汽车的加速度随时间均匀减小
C. 汽车在t=2 s时加速度达到最大值 D. 汽车在t=2 s时速度达到最大值
2. 甲、乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向做直线运动,其(x表示汽车的位移,t表示发生这段位移所需时间)图像如图所示。已知两车在t=3s时并排行驶,关于两车之间的运动关系,下列说法正确的是( )
A. 甲车的加速度大小为10
B. 乙车的初速度大小为2.5m/s
C. 在t=4s时,甲、乙两车速度相同
D. 在t=0时,甲车在乙车前方3.75m
3. 如图所示,光滑圆弧固定在水平地面上,圆心为O,圆弧最低点D与水平面相切,OD处竖直放置一光滑挡板。现可视为质点的A、B两球通过轻杆连接,恰好静止于圆弧与挡板间。已知圆弧半径为R,杆长为,OA与竖直方向的夹角为30°,A、B两球的质量分别为、,圆弧对小球A的支持力为,挡板对B球的支持力为。下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
4. 如图所示,轻绳两端分别与A、D两物体相连接,,,,,物体A、B、C、D之间及D与地面间的动摩擦因数均为,轻绳与滑轮间的摩擦可忽略不计,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,取。若要用力将D物体拉动,则作用在D物体上水平向左的拉力最小为( )
A. 20 N B. C. D.
5. 如图所示,将两小沙包、以不同的初速度分别从、两处先后相差水平相向抛出,同时落在水平面同一处,且速度方向与竖直方向夹角相等。两小沙包、视为质点,并在同一竖直面内运动,不计空气阻力,重力加速度取,下列说法正确的是( )
A. 处比处高
B. 若将两沙包同时水平抛出,落地前可能会相遇
C. 若已知处高度和沙包的下落时间,可求出、的水平距离
D. 若已知处高度和沙包的初速度,可求出、的水平距离
6. 某同学在课外活动时设计了一个小游戏,将质量为的滑块套在竖直杆上,滑块外侧有一轨道(可使轻绳绕滑块无摩擦转动),长为的轻绳一端与轨道相连,另一端与质量为的小球相连,滑块与竖直杆间的动摩擦因数。让小球绕竖直杆在水平面内做匀速圆周运动,重力加速度为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,滑块恰好不下滑,则小球做圆周运动的角速度为( )
A. B. C. D.
7. 如图所示,有两颗中子星 A、B 组成的双星系统,绕其连线上的O点做匀速圆周运动,若经过若干年的演化后,A、B间的距离变为原来的k1,转速变为原来的k2,则下列说法正确的是( )
A. A、B 的运动周期为原来的k2倍
B. A、B 运动的角速度为原来的倍
C. A、B 质量之和为原来的倍
D. A、B 运动的线速度平方之和为原来的倍
8. 如图所示,竖直面内的M点到N点有I、II两条光滑轨道,I轨道相切于N。两个质量相同小物块甲、乙同时从M点由静止释放,分别沿I、II轨道滑到N点。两物块在离开M点,到达N点的过程中,下列说法正确的是( )
A. 甲和乙达到N点时速度相同 B. 甲和乙同时到达N点
C. 甲和乙的加速度始终不同 D. 甲重力的功率先增大后减小
二、多选题:本题共2小题,每小题5分,共10分。在每小题给出的选项中,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。
9. 如图,质量为m的滑块A在足够长的斜面B上匀速下滑,B的质量为M,则以下选项正确的是( )
A. B对A的作用力方向竖直向上
B. 若在运动过程中,对A施加一个竖直向下的恒力,则滑块仍将与速下滑
C. 若在运动过程中,对A施加一个水平向右的恒力,则在滑块下滑过程中,B对地面的压力将大于
D. 若在运动过程中,对A施加一个水平向右的恒力,则在滑块下滑过程中,B对地面的静摩擦力向右
10. 如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型,下列说法正确的是( )
A. 图a中轻杆长为l,若小球在最高点的角速度小于,杆对小球的作用力向上
B. 图b中若火车转弯时未达到规定速率,轮缘对外轨道有挤压作用
C. 图c中若A、B均相对圆盘静止,则A、B所受摩擦力的大小一定相等
D. 图d中两个小球在相同的高度做匀速圆周运动,它们的角速度相同
三、非选择题:共5题。共58分。
11. 如图所示,在平直的公路上,甲车以36km/h的速度匀速行驶,乙车以54km/h的速度匀速行驶。当前方路口处的绿灯开始闪烁时,乙车立即开始减速,甲车一直以原速率匀速运动,黄灯亮起时,甲车恰好通过停止线;红灯亮起时,乙车恰好停在停止线处,再次亮起绿灯时,乙车以的加速度做匀加速直线运动,速度达到54km/h时保持该速度做匀速直线运动。已知绿灯闪烁的时间为3s,黄灯亮的时间也为3s,红灯亮的时间为30s,两停止线之间的距离为30m,不考虑司机的反应时间,汽车均可视为质点。求:
(1)乙车减速的加速度大小;
(2)乙车追上甲车前,甲、乙两车沿着公路相距最远距离;
(3)乙车从停止线处开始运动后追上甲车的时间。
12. 质量为m=2kg的物体放在水平地板上,用一轻弹簧水平推拉该物体。已知弹簧原长l0=10cm,劲度系数k=200N/m,当物体刚开始运动时,弹簧伸长到13cm。当拉着物体匀速前进时,弹簧伸长到12cm,g=10m/s2。求:
(1)物体和地板间的最大静摩擦力
(2)物体和地板间的动摩擦因数
(3)若用轻弹簧水平推静止的该物体,弹簧压缩到8cm,物体所受的摩擦力为多少?
13. 某同学在站台安全区候车时,用手机记录了列车进站时的运动。从第1节车厢头经过他开始计时,经过50s列车停下,此时他站在第7节车厢头。他向列车车尾方向行走了50步到达他乘坐的第8节车厢头。若该同学步长约为50cm,此过程视为匀减速直线运动,列车已关闭动力,且每节车厢所受阻力大小相等,每节车厢长度相同,每节车厢的质量为50吨,试估算:
(1)开始计时时列车的速度大小;
(2)每节车厢受到的阻力的大小。
14. 如图所示,一倾角为足够长的固定斜面OC,斜面上一点B,B点正上方处有一点A,在A点以的速率抛出一小球,抛出的方向不定。运动轨迹在OAB所在的平面内。(不计空气阻力,g取,)
(1)求小球落回斜面的最长时间;
(2)若从A点竖直上抛,同时受到水平方向的恒定风力作用,风力大小是重力的倍。经过一段时间,小球到达与抛出点A等高的C点,求从A点到C点过程中最小速度v的大小。
15. 如图,某同学研究卫星先环绕地球运动,之后再做变轨的过程。设卫星质量为,先在近地圆轨道上绕地球运行。已知地球质量为,引力常量为,地球半径为。
(1)求卫星变轨前的运行速率;
(2)研究变轨时,在地表附近的点短暂启动发动机,使卫星进入椭圆轨道,该轨道的远地点距地心为。已知卫星的引力势能可表示为(为卫星到地心的距离,设无限远处引力势能为零)
a.求变轨前卫星的机械能;
b.结合开普勒第二定律,求短暂启动过程中发动机对卫星做的功。
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