内容正文:
黄山一中2026-2027学年度高三上学期开学考物理试题
(试卷总分:100分 考试时间:75分钟)
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. 在实际运动中,由于惯性物体的速度不能发生突变。一辆汽车做直线运动,t时间内通过的位移大小为x,则在此过程中该汽车( )
A. 一定任何时刻速度大小都为 B. 至少有一个时刻速度大小为
C. 一定有多个时刻速度大小为 D. 可能任何时刻速度大小都不为
【答案】B
【解析】
【分析】本题考查的是在实际运动中,一辆汽车做直线运动,由于运动情况未知,全程存在的速度等于平均速度的位置的个数,本题属于基础类题目。
【详解】汽车做加速运动、减速运动时,有一个位置速度的大小等于平均速度;做匀速运动时全程速度均为平均速度;先加速后减速或先减速后加速时,有两个位置速度的大小等于平均速度,则至少有一个时刻速度大小为。
故选B。
2. 伽利略从斜面实验外推到自由落体运动的情景模型如图所示,下列说法符合史实的是( )
A. 伽利略先猜想下落物体的速度随时间均匀增加,然后通过斜面实验直接得出
B. 伽利略通过斜面实验得出:从静止开始小球必须沿光滑的斜面运动才有
C. 伽利略发现,改变斜面的倾角,依然成立,斜面的倾角越大,越大
D. 伽利略采用“冲淡”重力的方法,实质是增大小球的位移。
【答案】C
【解析】
【详解】A.伽利略的时代,无法直接测出瞬时速度,不能直接得出的结论,是通过间接推理得出,然后得出落体运动是一种匀变速直线运动,A错误;
B.伽利略通过斜面实验得出小球从静止开始沿着斜面向下运动,运动的距离与时间的平方成正比,即,但用来做实验的斜面不一定光滑,B错误;
C.伽利略发现,改变斜面的倾角,依然成立,斜面的倾角越大,越大,C正确。
D.伽利略采用“冲淡”重力的方法,其实质是减小小球的加速度,延长小球的运动时间,D错误;
故选C。
3. 如图所示,水平面上放置半球形碗,碗内部表面光滑,小滑块(视为质点)静置在碗底,现对小滑块沿切线方向施加推力,使小滑块缓慢移至碗口处,此过程碗始终不动,下列说法正确的是( )
A. 推力先增大后减小
B. 碗对小滑块支持力先减小后增大
C. 碗受水平面的支持力先减小后增大
D. 碗受水平面的摩擦力先增大后减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.设小滑块位置跟圆心的连线与竖直方向夹角为,其受力分析如图所示
小滑块缓慢移至碗口,根据平衡条件,有
随着增大,推力增大,故A错误;
B.小滑块受弹力
随着增大,弹力变小,故B错误;
C.设碗质量为,选整体为研究对象,碗受水平面支持力为
随着增大,水平面的支持力减小,故C错误;
D.碗受水平面摩擦力为
随着增大,根据数学知识可知碗受水平面的摩擦力先增大后减小,故D正确。
故选D。
4. 某次跳伞训练中,一名跳伞运动员从悬停在高空的直升机中跳下,跳伞运动员竖直下降过程中的速度随时间的变化图像如图所示。对此,下列说法正确的是( )
A. 内,加速度方向竖直向上,加速度的大小在逐渐减小
B. 内,跳伞运动员处于失重状态
C. 时刻,跳伞运动员打开降落伞
D. s时刻的加速度为为当地的重力加速度
【答案】A
【解析】
【详解】AB.从v–t图像可知,速度向下为正,图像的斜率代表加速度,从图像可以看出,内,加速度为负,方向向上,图像的斜率越来越小,做加速度减小的减速运动,运动员处于超重状态,故A正确,B错误;
CD.由图可知,运动员10 s末打开降落伞,由于空气阻力作用,s时刻的加速度不一定为g,故CD错误;
故选A。
5. 塔吊(图1)吊起货物的过程中,水平横臂保持静止,钢索将重物竖直向上由静止匀加速提起的同时,重物水平向右匀速运动。图2横轴表示时间,纵轴可以表示( )
A. 重物的水平位移 B. 重物的竖直位移
C. 重物的速度 D. 重物的加速度
【答案】A
【解析】
【详解】AB.由题可知,重物同时参加水平向右的匀速直线运动和竖直向上的初速度为零的匀加速直线运动,在水平方向有
可知是一条过原点的直线;
在竖直方向有
可知是一条过原点的曲线;
而图2是一条过原点的直线,所以该图线表示水平方向图像,纵坐标表示,即重物的水平位移,故A正确,B错误;
C.根据速度的合成与分解,可得重物的速度为
其保持不变,
联立解得
故C错误;
D.重物只有竖直方向的加速度,且保持不变,其图像是一条与时间轴平行的直线,故D错误。
故选A。
6. 如图所示,粗糙水平圆盘上,质量相等的、两物块叠放在一起,与圆盘相对静止,一起做匀速圆周运动,和、和圆盘之间的动摩擦因数相同,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法正确的是( )
A. 受到的向心力是受到的向心力的2倍
B. 受到的合力是受到的合力的2倍
C. 圆盘对的摩擦力是对的摩擦力的2倍
D. 若缓慢增大圆盘的角速度,物块比物块先开始相对圆盘运动
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】AB.设两物块的质量为,依题意,二者叠放在一起做匀速圆周运动,做圆周运动的角速度和半径都相同,由牛顿第二定律有,因此一起运动时的、两物块受到的向心力大小相等,合力大小相等,A、B错误;
C.根据前面分析可知,物块对物块的摩擦力等于物块的向心力,大小为
物块所受的合外力等于物块的向心力,分析物块的受力,有,其中
得,C正确;
D.设和、和圆盘之间的动摩擦因数为,刚好相对滑动时的角速度为,有
得
、整体刚好相对圆盘滑动时的角速度为,有
得,二者临界角速度相等,会同时开始相对圆盘滑动,D错误。
故选C。
【点睛】
7. 2025年9月26日,神舟二十号乘组航天员在天宫空间站机械臂支持下,圆满完成第4次出舱任务。已知空间站在距地面高度约400km的轨道上做匀速圆周运动,则空间站( )
A. 加速度小于 B. 线速度大于7.9km/s
C. 周期大于24小时 D. 角速度等于地球自转角速度
【答案】A
【解析】
【详解】A.设地球质量为,空间站质量为,轨道半径为,根据牛顿第二定律有
解得
设地球表面某物体的质量为,地球半径为,根据万有引力等于重力有
解得
由于空间站的轨道半径大于地球半径,可知空间站的向心加速度小于地球表面的重力加速度,即加速度小于,故A正确;
B.根据万有引力提供向心力有
解得
第一宇宙速度是近地轨道的环绕速度,其轨道半径近似为地球半径,由于空间站的轨道半径大于地球半径,可知空间站的线速度小于第一宇宙速度,即线速度小于,故B错误;
C.根据万有引力提供向心力有
解得
地球同步卫星的周期为24小时,其轨道高度约为,由于空间站的轨道高度约为,小于同步卫星的轨道高度,其轨道半径也必然小于同步卫星的轨道半径,可知空间站的周期小于同步卫星的周期,即周期小于24小时,故C错误;
D.根据万有引力提供向心力有
解得
地球同步卫星的角速度等于地球自转角速度,由于空间站的轨道半径小于同步卫星的轨道半径,可知空间站的角速度大于同步卫星的角速度,即角速度大于地球自转角速度,故D错误。
故选A。
8. 如下图所示,半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内。两个质量分别为2m、m的小球A、B(可视为质点)穿在圆环上,并用铰链与长度也为R的轻质细杆相连接,当杆处于图示位置1(A球位于最高点)时静止释放A、B两球,在此后的运动中,杆可依次经过位置2、3、4、5,其中杆在位置2、5时为竖直状态。若规定圆环最高点为重力势能零点,重力加速度大小为g,关于释放后的运动,下列说法正确的是( )
A. A、B可以做完整的圆周运动
B. A、B的加速度大小始终不相等
C. 当杆位于位置4时,A有最大动能,且最大动能为
D. 当杆位于位置5时,B有最大机械能,且最大机械能为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于A、B系统质心不在圆环的圆心正上方,根据系统的机械能守恒,故不可能做完整的圆周运动,A错误;
B.运动中A、B速率始终相同,因而在任意相等时间内其速度变化大小相同,所以加速度大小时刻相等,B错误;
C.当系统质心位置最低时,系统势能最小,动能最大,位置4不是质心最低位置,所以C错误;
D.分析可知,系统从位置1运动到位置2过程,杆处于拉伸状态,此过程杆对B做负功,B的机械能减少,从位置2到位置5过程,杆处于压缩状态,从位置2到位置5,杆一直对B做正功,B机械能一直增加,从位置5继续上升过程,杆处于拉伸状态,杆对B做负功,B机械能又开始减少,所以在位置5时B机械能最大。对系统从位置1到位置5由机械能守恒得
解得
所以B的机械能为,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. 如图甲所示,在倾角的足够长光滑斜面上,放着质量均为的A、B两物块,轻弹簧一端与物块B相连,另一端与固定挡板相连,整个系统处于静止状态。从时刻开始,对A施加一沿斜面向上的恒力使物块A沿斜面向上运动。在A、B分离前,它们运动的加速度随位移变化的图像如图乙所示,运动位移为时,A与B分离。重力加速度为,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 恒力的大小为
B. 弹簧的劲度系数等于
C. A与B分离时,A的加速度大小为
D. A与B分离后,B的加速度大小为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由于施加恒力前,系统处于静止状态,则时刻系统所受外力的合力等于恒力,根据牛顿第二定律有,故A正确;
B.由于施加恒力前,系统处于静止状态,根据平衡条件有
运动位移为时,A与B分离,加速度方向沿斜面向下,此时对A进行分析,根据牛顿第二定律有
此时对B进行分析,根据牛顿第二定律有
其中
解得,故B错误;
C.A与B分离时,此时对A进行分析,根据牛顿第二定律有
解得,故C正确;
D.A与B分离后,由于B与弹簧连接,B向上运动时,弹簧形变量发生变化,弹簧对B的弹力在变化,即B所受外力的合力发生变化,即B的加速度在变化,并不是一个定值,故D错误。
故选AC。
10. 固定在竖直面内的光滑圆管,段长度为,与水平方向的夹角为,在处有插销,段水平且足够长。管内段装满了质量均为的小球,小球的半径远小于,其编号如图所示。不计小球经过转角时的机械能损失,重力加速度为,拔掉插销,号球在下滑过程中( )
A. 机械能不守恒 B. 做匀加速运动
C. 对2号球做的功为 D. 经过点时速度
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.设一共有个小球,运动过程中,有()个小球在光滑圆管内,对个小球整体分析,结合牛顿第二定律有
解得
对小球1分析,假设小球2对小球1向上的支持力为,根据牛顿第二定律有
解得
则随着的减小,小球2对小球1向上的支持力增大,对小球1做负功,小球1的机械能不守恒,加速度在减小,做加速度减小的加速运动,故A正确,B错误;
D.开始时,整体小球的重心在管的中心,整体运动到水平段时,系统减小的重力势能为
设所有小球全部滑下后,在段的速度为,系统增加的动能为
根据系统机械能守恒可得
解得,故D错误;
C.对1号球分析,从开始到1号球达到水平管道的过程中,2号球对1号球做的功为,根据动能定理可得
解得
由于小球的半径远小于,则1号球对2号球做功大小等于2号球对1号球做功大小,为,故C正确。
故选AC。
三、非选择题:共5题。共58分。
11. 现有A、B两列火车在同一轨道上同向行驶,A车在前,其速度 vA=10m/s,B车速度vB=40m/s。因大雾能见度低,B车在距A车d=900m 时才发现前方有A车,此时B车立即刹车,但B车要减速2000m 才能够停止。
(1)B车刹车后减速运动的加速度多大?
(2)B车刹车t1=20s 后,两车距离多少?
(3)B车刹车t2=30s 后,A 车开始匀加速,则至少以多大加速度 aA 加速前进才能避免事故?
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)设B车减速运动的加速度大小为a2,得
解得
(2)设B车从刹车到停止的时间为,则
B车刹车t1=20s运动的位移为
B车刹车t1=20s,A车运动的位移大小
B车刹车t1=20s 后,两车的距离
(3)B车刹车t2=30s 后,B车运动的速度
B车运动的位移
A车的位移
A、B两车的距离为
为保证两车恰好不相撞,即在时间t时刻乙车恰好追上甲车,并且两车速度相等,则
设B车减速t秒时两车的速度相同,有
解得
12. 倾角、长 的固定斜面上放置一质量的物块,物块与斜面间的动摩擦因数。用一方向、大小可调的力作用于物块上。已知重力加速度,。
(1)若,求物块运动的加速度大小;
(2)若方向水平向右,则取多少的时候,物块由静止开始从斜面顶端沿斜面到达底端时的速度最大,并求出最大速度;
(3)若物块沿斜面向上做匀速运动,求所需施加力的最小值以及与斜面夹角的正弦值。
【答案】(1)
(2),
(3),
【解析】
【小问1详解】
物块受到的力
根据牛顿第二定律
解得
【小问2详解】
沿斜面运动,当摩擦力为零时速度最大,则有
得
根据动能定理
解得
【小问3详解】
沿斜面正交分解有
垂直斜面正交分解有
摩擦力为
解得
设
可得
时,最小,最小值为
方向:
或直接受力分析,夹角为定值,重力恒定,故外力垂直于支持力与摩擦力的合力时,最小,则有
13. 如图,倾角的足够长光滑斜面固定在水平面上,斜面上放一长、质量的薄木板,木板的最右端叠放一质量的小物块,物块与木板间的动摩擦因数。对木板施加沿斜面向上的恒力F,使木板沿斜面由静止开始做匀加速直线运动。设物块与木板间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取。
(1)为使物块不滑离木板,求力F应满足的条件;
(2)若,物块能否滑离木板?若不能,请说明理由;若能,求出物块滑离木板所用的时间及滑离木板后沿斜面上升的最大距离。
【答案】(1)
(2)能;,
【解析】
【小问1详解】
物块不滑离木板,则物块和木板相对静止的向上运动。以物块和木板整体为研究对象,受力分析如图
由牛顿第二定律得
以物块为研究对象,受力分析如图
由牛顿第二定律得
又,解得
又,解得
所以
【小问2详解】
因,所以物块能够滑离木板,以木板为研究对象,受力分析如图
由牛顿第二定律得
以物块为研究对象,由牛顿第二定律得
设物块滑离木板所用时间为t,木板的位移
物块的位移
物块与木板分离的临界条件为
联立以上各式解得
物块滑离木板时的速度
滑离木板后,物块不受摩擦力作用,向上做减速运动,根据牛顿第二定律有
滑离木板到运动到最高点的过程中,有
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. 如图所示,半径R=2m的光滑圆弧轨道BC固定在竖直平面内,轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角θ=30°,轨道的下端与一质量M=2kg的长木板相切于C点,小物块可以无损耗的滑上长木板,长木板长度L=5m,C点右侧距离d=5.75m处有一弹性竖直挡板,物块和木板与弹性挡板相碰后会以原速率反弹。圆弧轨道右上方有一个光滑的平台,一轻质弹簧的右端固定在平台右侧的竖直挡板上,平台左端A点与圆弧轨道顶端B点的高度差h=0.15m,用外力使质量m=1kg的小物块(可视为质点)压缩弹簧处于静止状态,撤去外力,小物块从平台左端A点飞出恰好从B点沿圆弧轨道切线方向进入轨道。小物块与木板的动摩擦因数μ1=0.6,木板和水平面间的动摩擦因数μ2=0.1。g取10m/s2。求:
(1)外力撤去前,弹簧的弹性势能;
(2)小物块第一次经过C点时受到的支持力大小;
(3)小物块最终静止时的位置距木板右端的距离。
【答案】(1)0.5J
(2)42N (3)
【解析】
【小问1详解】
小物块从A点飞出做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,由
解得
小物块从B点沿圆弧轨道切线方向进入轨道,速度方向与竖直方向成
则
解得平抛的初速度大小为
小物块被弹簧弹开过程中,弹性势能转化为小物块的动能,由能量守恒可知,弹簧的弹性势能
【小问2详解】
小物块经过B点的速度大小为
从B到C由动能定理有
解得
小物块第一次经过C点时,根据牛顿第二定律可得
解得
【小问3详解】
小物块滑上木板后,对小物块,根据牛顿第二定律可得
解得
对木板,根据牛顿第二定律可得
解得
假设木板与弹性挡板发生碰撞时,小物块与木板还未共速,则设经过时间后发生碰撞,则
解得
此时木板的速度大小为
小物块的速度大小为
假设成立。此过程中,小物块的位移大小为
木板的位移大小为
则此时小物块距离木板右端的距离为
此后小物块继续向右匀减速,木板向左以初速度为的初速度匀减速,此时根据牛顿第二定律可得
解得木板的加速度大小为
假设小物块和木板减速到零时,木板还未到达C点,则小物块减速到零所需时间为
木板减速到零所需时间为
即小物块和木板同时减速到零,此过程中小物块的位移大小为
木板的位移大小为
则假设成立,此时小物块距离木板右端的距离为
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黄山一中2026-2027学年度高三上学期开学考物理试题
(试卷总分:100分 考试时间:75分钟)
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. 在实际运动中,由于惯性物体的速度不能发生突变。一辆汽车做直线运动,t时间内通过的位移大小为x,则在此过程中该汽车( )
A. 一定任何时刻速度大小都为 B. 至少有一个时刻速度大小为
C. 一定有多个时刻速度大小为 D. 可能任何时刻速度大小都不为
2. 伽利略从斜面实验外推到自由落体运动的情景模型如图所示,下列说法符合史实的是( )
A. 伽利略先猜想下落物体的速度随时间均匀增加,然后通过斜面实验直接得出
B. 伽利略通过斜面实验得出:从静止开始小球必须沿光滑的斜面运动才有
C. 伽利略发现,改变斜面的倾角,依然成立,斜面的倾角越大,越大
D. 伽利略采用“冲淡”重力的方法,实质是增大小球的位移。
3. 如图所示,水平面上放置半球形碗,碗内部表面光滑,小滑块(视为质点)静置在碗底,现对小滑块沿切线方向施加推力,使小滑块缓慢移至碗口处,此过程碗始终不动,下列说法正确的是( )
A. 推力先增大后减小
B. 碗对小滑块支持力先减小后增大
C. 碗受水平面的支持力先减小后增大
D. 碗受水平面的摩擦力先增大后减小
4. 某次跳伞训练中,一名跳伞运动员从悬停在高空的直升机中跳下,跳伞运动员竖直下降过程中的速度随时间的变化图像如图所示。对此,下列说法正确的是( )
A. 内,加速度方向竖直向上,加速度的大小在逐渐减小
B. 内,跳伞运动员处于失重状态
C. 时刻,跳伞运动员打开降落伞
D. s时刻的加速度为为当地的重力加速度
5. 塔吊(图1)吊起货物的过程中,水平横臂保持静止,钢索将重物竖直向上由静止匀加速提起的同时,重物水平向右匀速运动。图2横轴表示时间,纵轴可以表示( )
A. 重物的水平位移 B. 重物的竖直位移
C. 重物的速度 D. 重物的加速度
6. 如图所示,粗糙水平圆盘上,质量相等的、两物块叠放在一起,与圆盘相对静止,一起做匀速圆周运动,和、和圆盘之间的动摩擦因数相同,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法正确的是( )
A. 受到的向心力是受到的向心力的2倍
B. 受到的合力是受到的合力的2倍
C. 圆盘对的摩擦力是对的摩擦力的2倍
D. 若缓慢增大圆盘的角速度,物块比物块先开始相对圆盘运动
7. 2025年9月26日,神舟二十号乘组航天员在天宫空间站机械臂支持下,圆满完成第4次出舱任务。已知空间站在距地面高度约400km的轨道上做匀速圆周运动,则空间站( )
A. 加速度小于 B. 线速度大于7.9km/s
C. 周期大于24小时 D. 角速度等于地球自转角速度
8. 如下图所示,半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内。两个质量分别为2m、m的小球A、B(可视为质点)穿在圆环上,并用铰链与长度也为R的轻质细杆相连接,当杆处于图示位置1(A球位于最高点)时静止释放A、B两球,在此后的运动中,杆可依次经过位置2、3、4、5,其中杆在位置2、5时为竖直状态。若规定圆环最高点为重力势能零点,重力加速度大小为g,关于释放后的运动,下列说法正确的是( )
A. A、B可以做完整的圆周运动
B. A、B的加速度大小始终不相等
C. 当杆位于位置4时,A有最大动能,且最大动能为
D. 当杆位于位置5时,B有最大机械能,且最大机械能为
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. 如图甲所示,在倾角的足够长光滑斜面上,放着质量均为的A、B两物块,轻弹簧一端与物块B相连,另一端与固定挡板相连,整个系统处于静止状态。从时刻开始,对A施加一沿斜面向上的恒力使物块A沿斜面向上运动。在A、B分离前,它们运动的加速度随位移变化的图像如图乙所示,运动位移为时,A与B分离。重力加速度为,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 恒力的大小为
B. 弹簧的劲度系数等于
C. A与B分离时,A的加速度大小为
D. A与B分离后,B的加速度大小为
10. 固定在竖直面内的光滑圆管,段长度为,与水平方向的夹角为,在处有插销,段水平且足够长。管内段装满了质量均为的小球,小球的半径远小于,其编号如图所示。不计小球经过转角时的机械能损失,重力加速度为,拔掉插销,号球在下滑过程中( )
A. 机械能不守恒 B. 做匀加速运动
C. 对2号球做的功为 D. 经过点时速度
三、非选择题:共5题。共58分。
11. 现有A、B两列火车在同一轨道上同向行驶,A车在前,其速度 vA=10m/s,B车速度vB=40m/s。因大雾能见度低,B车在距A车d=900m 时才发现前方有A车,此时B车立即刹车,但B车要减速2000m 才能够停止。
(1)B车刹车后减速运动的加速度多大?
(2)B车刹车t1=20s 后,两车距离多少?
(3)B车刹车t2=30s 后,A 车开始匀加速,则至少以多大加速度 aA 加速前进才能避免事故?
12. 倾角、长 的固定斜面上放置一质量的物块,物块与斜面间的动摩擦因数。用一方向、大小可调的力作用于物块上。已知重力加速度,。
(1)若,求物块运动的加速度大小;
(2)若方向水平向右,则取多少的时候,物块由静止开始从斜面顶端沿斜面到达底端时的速度最大,并求出最大速度;
(3)若物块沿斜面向上做匀速运动,求所需施加力的最小值以及与斜面夹角的正弦值。
13. 如图,倾角的足够长光滑斜面固定在水平面上,斜面上放一长、质量的薄木板,木板的最右端叠放一质量的小物块,物块与木板间的动摩擦因数。对木板施加沿斜面向上的恒力F,使木板沿斜面由静止开始做匀加速直线运动。设物块与木板间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取。
(1)为使物块不滑离木板,求力F应满足的条件;
(2)若,物块能否滑离木板?若不能,请说明理由;若能,求出物块滑离木板所用的时间及滑离木板后沿斜面上升的最大距离。
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. 如图所示,半径R=2m的光滑圆弧轨道BC固定在竖直平面内,轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角θ=30°,轨道的下端与一质量M=2kg的长木板相切于C点,小物块可以无损耗的滑上长木板,长木板长度L=5m,C点右侧距离d=5.75m处有一弹性竖直挡板,物块和木板与弹性挡板相碰后会以原速率反弹。圆弧轨道右上方有一个光滑的平台,一轻质弹簧的右端固定在平台右侧的竖直挡板上,平台左端A点与圆弧轨道顶端B点的高度差h=0.15m,用外力使质量m=1kg的小物块(可视为质点)压缩弹簧处于静止状态,撤去外力,小物块从平台左端A点飞出恰好从B点沿圆弧轨道切线方向进入轨道。小物块与木板的动摩擦因数μ1=0.6,木板和水平面间的动摩擦因数μ2=0.1。g取10m/s2。求:
(1)外力撤去前,弹簧的弹性势能;
(2)小物块第一次经过C点时受到的支持力大小;
(3)小物块最终静止时的位置距木板右端的距离。
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