精品解析:辽宁大连市第十三中学2025-2026学年度第一学期期末考试高一物理试卷
2026-09-09
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内容正文:
2025~2026学年度第一学期期末考试
高一物理
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
*祝考试顺利*
第Ⅰ卷 选择题(共46分)
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分,第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分。有错选或不答的得0分。
1. 下面A、B、C、D四幅书本插图中,所用物理思想方法与下图相同的是( )
A. B.
C. D.
2. 2025年4月19日,全球首个人形机器人半程马拉松(约21.1km)在北京亦庄鸣枪开跑。来自北京的天工Ultra人形机器人以2时40分42秒成绩获得冠军。此机器人身高1.8m,体重52kg,最高配速达到。下列说法正确的是( )
A. 21.1km指的是位移 B. 2时40分42秒指的是时刻
C. 指的是平均速度 D. 52kg中的kg是国际单位制中的基本单位
3. 图甲中,某高中生做双手引体向上,用压力传感器记录了一段过程中单杠对其右手支持力的大小随时间变化的情况,结果如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A. 从传感器的示数可知该同学的体重约为25kg
B. 1~2s内,该同学经历了先失重、后超重的状态
C. 5~6s内,该同学经历了先失重、后超重的状态
D. 0~8s内,该同学进行了先拉起身体、后放下身体的动作
4. 2025年3月,中国航天科工集团完成了全球首条超级高铁全尺寸测试。若推进器从静止开始做匀加速直线运动,第1个2km内速度的增加量为,第2个2km内速度的增加量为,令,则k满足( )
A. B. C. D.
5. 有四个物体A、B、C、D从同一地点开始运动,A、B运动的x-t图像如图甲所示,C、D沿同一方向运动的v-t图像如图乙所示。根据图像可知下列判断中正确的是( )
A. 物体A、B均做匀变速直线运动
B. 在0~3s的时间内,物体A、B之间距离逐渐增大
C. t=3s时,物体C、D相遇
D. t=3s时,物体C、D之间距离最小
6. 如图所示,质量为m的小球用水平轻质弹簧系住,并用倾角为的光滑木板AB托住,小球恰好处于静止状态.当木板AB突然向下撤离的瞬间,小球的加速度大小为( )
A. 0 B. g C. g D. g
7. 京东物流中心的智能分拣系统利用高速旋转圆盘(转速可达120转/分)分拣包裹,但是如果圆盘重心不在转轴上,运行将不稳定,且轴承会受到很大的作用力,加速磨损。如图所示,圆盘半径为r,OO′ 为转动轴,正常工作时转动轴受到的水平作用力可以认为是0。假想在圆盘的边缘固定一个质量m的螺丝钉P。当圆盘以角速度ω匀速转动时,下列说法正确的是( )
A. 圆盘对P的作用力
B. P受到的重力等于圆盘对它的作用力
C. P的质量越大,则轴承越容易损坏
D. P的位置离转动轴越近,则轴承越容易损坏
8. 如图所示,绕过定滑轮的绳子将物块A和物块B相连,连接物块A的绳子与水平桌面平行。现将两物块由图示位置无初速度释放,经过时间t,物块B未落地,物块A未到达滑轮位置。已知物块A的质量为M,物块B的质量为m,重力加速度为g。若忽略A与桌面之间的摩擦力,则绳子拉力大小为、物块A的加速度为,不计滑轮、绳子的质量。则下列说法正确的是( )
A. 绳子拉力大小
B. 物块A的加速度大小
C. 若A与桌面有摩擦力,则绳子拉力大于
D. 若A与桌面有摩擦力,则A的加速度大于
9. 如图所示,居民足不出户,送食物人员不与他直接接触,将食物放在吊盘中,居民自行通过细绳搭在光滑定滑轮上将带铰链的轻杆缓慢上拉,从而取得食物;在轻杆被缓慢上拉到取到食物前的过程中( )
A. 此人手上所受的拉力始终减小 B. 此人手上所受的拉力始终不变
C. 轻杆所受压力先减小,后增大 D. 轻杆所受压力大小始终不变
10. 如图甲所示,某快递公司用倾斜的传送带运送包裹,传送带以1m/s的速率顺时针匀速运行,现简化为如图乙所示的示意图。将包裹无初速度地放在传送带底端,经10s后恰好运动到传送带顶端,已知包裹与传送带之间的动摩擦因数为,传送带的倾角,重力加速度g取。则( )
A. 包裹向上运动的过程一直受到静摩擦力的作用
B. 传送带倾斜角度越大,包裹在传送带上所受的静摩擦力越小
C. 包裹匀加速运动的位移为
D. 包裹匀速运动的时间为
第Ⅱ卷 非选择题(共54分)
二、实验题:本题共2小题,每问2分,共14分。
11. 在“探究一定质量下小车加速度与力关系的实验”中,小明同学按照题图所示实验装置示意图安装好实验器材。实验中,可以通过增加或减少钩码来改变细线拉力的大小,利用弹簧测力计可以测量拉力的大小。
(1)小明同学用天平测量了小车的质量为M,实验中______(填“需要”或“不需要”)满足小车的质量M远大于钩码的总质量m;
(2)为了平衡摩擦力,下列操作可行且必要的是______。
A. 将长木板的左端垫高
B. 在细线上挂上钩码
C. 先接通打点计时器,再释放小车,让小车拉着纸带打下间隔均匀的点
D. 每测一次加速度,需要重新平衡摩擦力
(3)小明按(2)中正确操作平衡摩擦力后,某次实验中让小车做匀加速运动,实验中打出的一条纸带如图所示,A、B、C为依次选取的三个计数点,相邻计数点间的时间间隔为T,则小车的加速度a=______。(用题中字母表示)
12. 一实验小组为研究“平抛运动及其特点”,进行了如下操作:
(1)如图甲,将小球A、B处于同一高度时,用小锤轻击弹性金属片,使A球水平飞出,同时B球被松开。若观察到小球A、B同时落地,能够说明的是( )
A. 平抛运动的水平分运动是匀速直线运动 B. 平抛运动的竖直分运动是自由落体运动
(2)用图乙所示方法记录小球平抛运动的轨迹,为了能较准确的描绘出小球的运动轨迹,下列实验要求中,正确的是( )
A. 调节斜槽使其末端保持水平 B. 每次释放小球的位置可以不同
C. 每次释放小球的速度可以不同 D. 斜槽轨道必须光滑
(3)实验数据记录和初步分析结果如图丙,A、B、C分别是小球平抛运动轨迹上的3个测量点,背景方格纸的边长均为5cm,方格纸的竖直线与重垂线平行。则小球运动中水平分速度的大小是________m/s(结果保留两位有效数字)
(4)另一实验小组重新进行实验,以抛出点为坐标原点,水平向右为轴正方向,竖直向下为轴正方向,在轨迹上选取间距较大的几个点,确定其坐标,并在直角坐标系内绘出了图像如右图所示,重力加速度取10m/s2,则此小球平抛的初速度大小为_________m/s。(结果保留两位有效数字)
三、计算题:(本题共3小题,共40分。其中13题10分,14题14分,15题16分,要有必要的文字说明和演算步骤。只写出最后答案的不能得分,有数值计算的要注明单位)
13. 一质量为的滑块在倾角的足够长的固定斜面上,在无外力F的情况下以加速度匀加速下滑。若用一水平向右的恒力F作用于滑块,如图所示,使滑块由静止开始沿斜面向上做匀加速运动,在时间内沿斜面运动的位移(g取)。求:
(1)滑块和斜面之间的动摩擦因数;
(2)恒力F的大小。
14. 跳台滑雪是一种勇敢者的滑雪运动,运动员穿专用滑雪板,在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出,在空中飞行一段距离后在斜坡上着陆。如图所示为跳台滑雪的雪道简化示意图,现有某运动员从跳台A处沿水平方向飞出,在斜坡B处着陆,测得起点A与落点B间的距离,斜坡AB与水平方向的夹角,分析时可将其看成质点。不考虑空气对运动的影响,取重力加速度大小,,。求:
(1)该运动员在空中飞行的时间;
(2)运动员在斜坡B处着陆的速度大小。
15. 如图所示,一光滑斜面固定在水平地面,斜面的倾角,斜面上、两点之间的距离,斜面右侧紧靠一质量的木板,木板与斜面之间没有连接。将一质量的物块(可视为质点)从点由静止释放,滑上木板后,木板仍保持静止且物块刚好能运动到木板的最右端。已知物块和木板间的动摩擦因数,物块经过点时速度大小不变,重力加速度取,,。
(1)求物块由点滑到点所用的时间;
(2)求木板的长度;
(3)其他条件不变,仅将物块换成同样材质质量为的另一物块,物块滑到点后,再经过,物块和木板刚好共速,求木板和地面间的动摩擦因数。
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2025~2026学年度第一学期期末考试
高一物理
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
*祝考试顺利*
第Ⅰ卷 选择题(共46分)
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分,第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分。有错选或不答的得0分。
1. 下面A、B、C、D四幅书本插图中,所用物理思想方法与下图相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.A选项应用的微元法,与题干的放大法不同,A错误;
B.B选项应用的等效法,与题干的放大法不同,B错误;
C.C选项是放大法,与题干的思想相同,C正确;
D.伽利略在研究自由落体运动时采用了实验和逻辑推理的方法,与题干的放大法不同,D错误。
故选C。
2. 2025年4月19日,全球首个人形机器人半程马拉松(约21.1km)在北京亦庄鸣枪开跑。来自北京的天工Ultra人形机器人以2时40分42秒成绩获得冠军。此机器人身高1.8m,体重52kg,最高配速达到。下列说法正确的是( )
A. 21.1km指的是位移 B. 2时40分42秒指的是时刻
C. 指的是平均速度 D. 52kg中的kg是国际单位制中的基本单位
【答案】D
【解析】
【详解】A.21.1km表示的是路程,A错误;
B.2小时40分42秒表示的是时间间隔,B错误;
C.指的是瞬时速度,C错误;
D.kg是国际单位制中的基本单位,D正确;
故选D。
3. 图甲中,某高中生做双手引体向上,用压力传感器记录了一段过程中单杠对其右手支持力的大小随时间变化的情况,结果如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A. 从传感器的示数可知该同学的体重约为25kg
B. 1~2s内,该同学经历了先失重、后超重的状态
C. 5~6s内,该同学经历了先失重、后超重的状态
D. 0~8s内,该同学进行了先拉起身体、后放下身体的动作
【答案】B
【解析】
【详解】A.从传感器的示数可知,单杠对该同学右手支持力的大小为,同理单杠对左手的支持力大小也为,根据平衡条件可知该同学的重力约为500N,体重约为,故A错误;
B.1s~2s内,从传感器示数可知,支持力先小于重力,处于失重状态,之后支持力大于重力,处于超重状态,所以该同学经历了先出现失重现象后出现超重现象,故B正确;
C.5~6s内,从传感器示数可知,支持力先大于重力,处于超重状态,之后支持力小于重力,处于失重状态,故C错误;
D.人在进行放下身体的动作过程中,先向下加速运动,此时加速度的方向向下,故人处于失重状态,最后人处于静止状态,所以后半段人向下做减速运动,加速度的方向向上,此过程人处于超重状态,结合图像可以看出,1s时人放下身体,2s时过程结束。内,该同学进行了先放下身体的动作、后拉起身体,故D错误。
故选B。
4. 2025年3月,中国航天科工集团完成了全球首条超级高铁全尺寸测试。若推进器从静止开始做匀加速直线运动,第1个2km内速度的增加量为,第2个2km内速度的增加量为,令,则k满足( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】匀加速直线运动中,速度平方与位移成正比。设加速度为a,第一个2km末速度v1=
第二个2km末速度v2=
速度增量Δv1= v1-0 =
Δv2=v2-v1 = =
比值k==
故选D。
5. 有四个物体A、B、C、D从同一地点开始运动,A、B运动的x-t图像如图甲所示,C、D沿同一方向运动的v-t图像如图乙所示。根据图像可知下列判断中正确的是( )
A. 物体A、B均做匀变速直线运动
B. 在0~3s的时间内,物体A、B之间距离逐渐增大
C. t=3s时,物体C、D相遇
D. t=3s时,物体C、D之间距离最小
【答案】B
【解析】
【详解】A.由甲图看出,物体A和B的位移-时间图象都是倾斜的直线,图象的斜率都不变,说明A与B的速度都不变,因此,物体A和B均做匀速直线运动,故A错误;
B.A图线的斜率大于B图线的斜率,则A的速度比B的大,则知在0~3s的时间内,A在B的前方,两者间距逐渐增大,故B正确;
C.图像与坐标轴所围面积表示位移,由图可知,两图线与坐标轴所围面积不等,则t3s时,物体C、D不会相遇,故C错误;
D.由乙图看出0-3s内,D的速度比C的大,C、D是从同一地点沿同一方向开始运动的,所以D在C的前方,两者间距逐渐增大,3s后D的速度比C的小,两者的距离减小,则t3s时,物体C、D之间距离最大,故D错误。
故选B。
6. 如图所示,质量为m的小球用水平轻质弹簧系住,并用倾角为的光滑木板AB托住,小球恰好处于静止状态.当木板AB突然向下撤离的瞬间,小球的加速度大小为( )
A. 0 B. g C. g D. g
【答案】B
【解析】
【详解】木板撤去前,小球处于平衡态,受重力、支持力和弹簧的拉力,如图,根据共点力平衡条件,有
解得
,
木板AB突然撤去后,支持力消失,重力和拉力不变,合力等于支持力N,方向与N反向,故加速度为
故选B。
7. 京东物流中心的智能分拣系统利用高速旋转圆盘(转速可达120转/分)分拣包裹,但是如果圆盘重心不在转轴上,运行将不稳定,且轴承会受到很大的作用力,加速磨损。如图所示,圆盘半径为r,OO′ 为转动轴,正常工作时转动轴受到的水平作用力可以认为是0。假想在圆盘的边缘固定一个质量m的螺丝钉P。当圆盘以角速度ω匀速转动时,下列说法正确的是( )
A. 圆盘对P的作用力
B. P受到的重力等于圆盘对它的作用力
C. P的质量越大,则轴承越容易损坏
D. P的位置离转动轴越近,则轴承越容易损坏
【答案】C
【解析】
【详解】AB.P做圆周运动需要的向心力为
P所受重力与圆盘对P的作用力的合力提供向心力,所以圆盘对P的作用力为
故AB错误;
CD.P的质量越大,位置离转动轴越远,P做圆周运动需要的向心力越大,轴承所承受的力也越大,轴承越容易损坏,故C正确,D错误。
故选C。
8. 如图所示,绕过定滑轮的绳子将物块A和物块B相连,连接物块A的绳子与水平桌面平行。现将两物块由图示位置无初速度释放,经过时间t,物块B未落地,物块A未到达滑轮位置。已知物块A的质量为M,物块B的质量为m,重力加速度为g。若忽略A与桌面之间的摩擦力,则绳子拉力大小为、物块A的加速度为,不计滑轮、绳子的质量。则下列说法正确的是( )
A. 绳子拉力大小
B. 物块A的加速度大小
C. 若A与桌面有摩擦力,则绳子拉力大于
D. 若A与桌面有摩擦力,则A的加速度大于
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.若忽略A与桌面之间的摩擦力,则根据牛顿第二定律,对A有
对B有
解得,,A错误,B正确;
CD.若A与桌面之间有摩擦力,则根据牛顿第二定律,对A由
对B有
解得,,C正确,D错误。
故选BC。
9. 如图所示,居民足不出户,送食物人员不与他直接接触,将食物放在吊盘中,居民自行通过细绳搭在光滑定滑轮上将带铰链的轻杆缓慢上拉,从而取得食物;在轻杆被缓慢上拉到取到食物前的过程中( )
A. 此人手上所受的拉力始终减小 B. 此人手上所受的拉力始终不变
C. 轻杆所受压力先减小,后增大 D. 轻杆所受压力大小始终不变
【答案】AD
【解析】
【详解】对结点C受力分析,如图所示
缓慢上拉,三个力平衡,三个力组成首尾相接的闭合三角形,力三角形与几何三角形ABC相似,根据相似三角形对应边比值相等,有
因上拉过程mg、AB不变,故AC减小则F减小,即工人手上所受的拉力减小,BC不变则N不变,即轻杆所受压力大小始终不变。
故选AD。
10. 如图甲所示,某快递公司用倾斜的传送带运送包裹,传送带以1m/s的速率顺时针匀速运行,现简化为如图乙所示的示意图。将包裹无初速度地放在传送带底端,经10s后恰好运动到传送带顶端,已知包裹与传送带之间的动摩擦因数为,传送带的倾角,重力加速度g取。则( )
A. 包裹向上运动的过程一直受到静摩擦力的作用
B. 传送带倾斜角度越大,包裹在传送带上所受的静摩擦力越小
C. 包裹匀加速运动的位移为
D. 包裹匀速运动的时间为
【答案】CD
【解析】
【详解】A.将包裹无初速度地放在传送带底端时,包裹相对传送带沿传送带向下滑动,则包裹受沿传送带向上的滑动摩擦力,故A错误;
B.包裹与传送带达到共速时,包裹在传送带上受到静摩擦力的作用,随传送带一起匀速,根据平衡条件可得
所以传送带倾斜角度越大,包裹在传送带上所受的静摩擦力越大,若
即
时,包裹不能与传送带相对静止,包裹不受静摩擦力,故B错误;
CD.依题意可得,包裹加速所需时间满足
又有
解得
包裹匀加速运动的位移为
包裹匀速运动的时间为
故CD正确。
故选CD。
第Ⅱ卷 非选择题(共54分)
二、实验题:本题共2小题,每问2分,共14分。
11. 在“探究一定质量下小车加速度与力关系的实验”中,小明同学按照题图所示实验装置示意图安装好实验器材。实验中,可以通过增加或减少钩码来改变细线拉力的大小,利用弹簧测力计可以测量拉力的大小。
(1)小明同学用天平测量了小车的质量为M,实验中______(填“需要”或“不需要”)满足小车的质量M远大于钩码的总质量m;
(2)为了平衡摩擦力,下列操作可行且必要的是______。
A. 将长木板的左端垫高
B. 在细线上挂上钩码
C. 先接通打点计时器,再释放小车,让小车拉着纸带打下间隔均匀的点
D. 每测一次加速度,需要重新平衡摩擦力
(3)小明按(2)中正确操作平衡摩擦力后,某次实验中让小车做匀加速运动,实验中打出的一条纸带如图所示,A、B、C为依次选取的三个计数点,相邻计数点间的时间间隔为T,则小车的加速度a=______。(用题中字母表示)
【答案】(1)不需要 (2)AC
(3)
【解析】
【小问1详解】
实验中因有弹簧测力计测量小车受的拉力,则不需要满足小车的质量M远大于钩码的总质量m;
【小问2详解】
A.平衡摩擦力时应将长木板的左端垫高,A正确;
B.平衡摩擦力时应不挂细线,只让小车拖着纸带在木板上匀速运动,B错误;
C.先接通打点计时器,再释放小车,让小车拉着纸带打出间隔均匀的点,说明小车匀速运动,C正确;
D.每测一次加速度,不需要重新平衡摩擦力,D错误。
故选AC。
【小问3详解】
小车的加速度
12. 一实验小组为研究“平抛运动及其特点”,进行了如下操作:
(1)如图甲,将小球A、B处于同一高度时,用小锤轻击弹性金属片,使A球水平飞出,同时B球被松开。若观察到小球A、B同时落地,能够说明的是( )
A. 平抛运动的水平分运动是匀速直线运动 B. 平抛运动的竖直分运动是自由落体运动
(2)用图乙所示方法记录小球平抛运动的轨迹,为了能较准确的描绘出小球的运动轨迹,下列实验要求中,正确的是( )
A. 调节斜槽使其末端保持水平 B. 每次释放小球的位置可以不同
C. 每次释放小球的速度可以不同 D. 斜槽轨道必须光滑
(3)实验数据记录和初步分析结果如图丙,A、B、C分别是小球平抛运动轨迹上的3个测量点,背景方格纸的边长均为5cm,方格纸的竖直线与重垂线平行。则小球运动中水平分速度的大小是________m/s(结果保留两位有效数字)
(4)另一实验小组重新进行实验,以抛出点为坐标原点,水平向右为轴正方向,竖直向下为轴正方向,在轨迹上选取间距较大的几个点,确定其坐标,并在直角坐标系内绘出了图像如右图所示,重力加速度取10m/s2,则此小球平抛的初速度大小为_________m/s。(结果保留两位有效数字)
【答案】(1)B (2)A
(3)1.5 (4)0.50
【解析】
【小问1详解】
甲图的实验只能说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动。
故选B。
【小问2详解】
A.通过调节使斜槽的末端保持水平,使小球离开轨道后做平抛运动,故A正确;
BC.每次释放小球的位置必须相同并由静止释放,保证小球做平抛运动的初速度相同,故BC错误;
D.斜槽轨道不必光滑,故D错误。
故选A。
【小问3详解】
在竖直方向上,根据逐差法可得
代入数据,解得
在水平方向上,平抛运动的初速度为
【小问4详解】
在水平方向上做匀速直线运动,则
在竖直方向上做自由落体运动,则
整理可得
所以,图线的斜率为
解得
三、计算题:(本题共3小题,共40分。其中13题10分,14题14分,15题16分,要有必要的文字说明和演算步骤。只写出最后答案的不能得分,有数值计算的要注明单位)
13. 一质量为的滑块在倾角的足够长的固定斜面上,在无外力F的情况下以加速度匀加速下滑。若用一水平向右的恒力F作用于滑块,如图所示,使滑块由静止开始沿斜面向上做匀加速运动,在时间内沿斜面运动的位移(g取)。求:
(1)滑块和斜面之间的动摩擦因数;
(2)恒力F的大小。
【答案】(1)0.25
(2)40N
【解析】
【小问1详解】
滑块下滑过程只受重力、支持力、摩擦力作用,由牛顿第二定律可得mgsinθ-μmgcosθ=ma
可得a=gsinθ-μgcosθ
可得μ=0.25
【小问2详解】
物体在恒力作用下沿斜面向上做匀加速运动,则由牛顿第二定律Fcosθ-mgsinθ-μ(Fsinθ+mgcosθ)=m a′
方向沿斜面向上;匀加速直线运动公式
可得加速度a'=5m/s2
解得F=40N
14. 跳台滑雪是一种勇敢者的滑雪运动,运动员穿专用滑雪板,在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出,在空中飞行一段距离后在斜坡上着陆。如图所示为跳台滑雪的雪道简化示意图,现有某运动员从跳台A处沿水平方向飞出,在斜坡B处着陆,测得起点A与落点B间的距离,斜坡AB与水平方向的夹角,分析时可将其看成质点。不考虑空气对运动的影响,取重力加速度大小,,。求:
(1)该运动员在空中飞行的时间;
(2)运动员在斜坡B处着陆的速度大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
运动员从跳台A处到B处做平抛运动,竖直方向有,
由以上式子解得
【小问2详解】
运动员从跳台A处到B处,水平做匀速直线运动,则有
从A处飞出时的速度大小为
运动员到达B处时竖直方向的速度
运动员到达B处时的速度为
解得
15. 如图所示,一光滑斜面固定在水平地面,斜面的倾角,斜面上、两点之间的距离,斜面右侧紧靠一质量的木板,木板与斜面之间没有连接。将一质量的物块(可视为质点)从点由静止释放,滑上木板后,木板仍保持静止且物块刚好能运动到木板的最右端。已知物块和木板间的动摩擦因数,物块经过点时速度大小不变,重力加速度取,,。
(1)求物块由点滑到点所用的时间;
(2)求木板的长度;
(3)其他条件不变,仅将物块换成同样材质质量为的另一物块,物块滑到点后,再经过,物块和木板刚好共速,求木板和地面间的动摩擦因数。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
对物块受力分析,根据牛顿第二定律可得
解得物块在斜面上的加速度大小为
根据匀变速直线运动规律可得
代入数据解得,物块由点滑到点所用的时间
【小问2详解】
物块到达B点时的速度
设物块在水平木板上减速运动时的加速度大小为,根据牛顿第二定律可得
解得
根据匀变速直线运动规律可得,木板的长度为
【小问3详解】
设木板与地面的动摩擦因数为,对于物块其减速时的加速度大小依然为
对于木板而言,则有
经过时二者共速,则有
联立解得
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