内容正文:
廉江市实验学校2024--2025学年度高一第一学期期末考试试题
物理试题
一、选择题(第1-7题为单选,每题4分;第8-10题为多选,每题6分,漏选得3分,选错或者不选得0分,共46分)
1. 下列均属于国际单位制基本单位的是( )
A. kg、m、J B. kg、m、s C. cm、m/s²、K D. N、s、m/s
2. 下列物理概念中,判断正确的是( )
A. 李白在《望天门山》中写道:“孤帆一片日边来”,这句诗中参考系选择的是孤舟
B. 正在航拍的四旋翼无人飞机,调整飞机在空中的姿态时能将无人飞机看作质点
C. 百米赛跑运动员到达终点时的速度为11m/s,11m/s指的是瞬时速度
D. 某人沿着半径为R 的水平圆周跑道跑了1圈时,他的路程和位移大小均为2πR
3. 两位同学在课余时间利用自由落体运动知识互测反应时间,为了更方便简洁,他们想到在尺上直接贴上标明时间的纸条,你认为下列哪一张纸条才有可能是正确的( )
A.
B.
C.
D.
4. “雪龙2号”是我国第一艘自主建造的极地破冰船,能够在15米厚的冰层中连续破冰前行。破冰船前行过程中,在船头相对冰层滑动时,碎冰块对船体弹力和摩擦力的示意图正确的是( )
A. B.
C. D.
5. 如图,用一根细线穿过杯柄,两手握住细线两端,提起水杯,保持静止状态。下列说法正确的是( )
A. 当细线之间的夹角θ为90°时,细线的张力大小等于杯子的重力大小
B. 细线的张力大小一定小于杯子的重力大小
C. 只要人的力气足够大,就可以将细线拉至水平
D. 逐渐增大细线之间的夹角θ,细线张力将逐渐变大
6. 如图为小猫蹬地跃起腾空追蝶的情景,下列说法正确的是( )
A. 飞行的蝴蝶只受重力的作用
B. 蝴蝶质量小,不容易改变运动状态,故容易被猫捉住
C. 小猫在空中时处于失重状态
D. 小猫蹬地起跳时,地面对小猫的支持力大于小猫对地面的压力
7. 2024年8月,我国运动员获得第33届奥运会男子100 m自由泳冠军。比赛所用标准泳池的长度为50 m,下列与该运动员实际运动过程最接近的位移—时间(x − t)图像是( )
A. B.
C. D.
8. 如图所示,四个通过绳子连接起来的大灯笼被吹起来处于静止状态,悬挂最上面灯笼的绳子与竖直方向的夹角为30°,灯笼序号自上往下依次标记为1、2、3、4,灯笼质量均为m,每个灯笼所受的风力大小相等,方向水平向右,重力加速度大小为g,则( )
A. 每根绳与竖直方向的夹角相等
B. 若增加悬挂灯笼绳子的长度,绳子与竖直方向的夹角变小
C. 若加大风力,绳子与竖直方向夹角不变
D. 若加大风力,绳子与竖直方向夹角变大
9. “推箱子”是一款经典的益智小游戏,现有一个由其升级的“3D”版本:如图甲所示 一质量为50kg的箱子静止在粗糙水平地面上,人用一水平力F去推箱子。若箱子与水平地面间的动摩擦因数为0.4,力F随时间t变化的关系图像如图乙所示,取重力加速度大小。最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列判断正确的是( )
A. t=6s时,箱子的加速度大小为4m/s² B. t=11s时,箱子的速度达到最大值
C. t=12s时,箱子被推回初始位置 D. t=12s时,箱子恰好停下来
10. 我国春节有长辈给小朋友压岁钱的习俗。为了增添年味,现在发压岁钱的方式也是越来越有趣,其中有一种叫做“滚钱”,具体操作是在桌面放置不同金额的纸币,瓶子滚到哪张纸币上就可以赢取此金额,如左图所示。为了便于分析,我们用右图来描述这个模型,滚瓶从水平桌面上O点出发,途中经过A、B、C、D、E五个放钱的位置(相邻两个位置的距离均为0.2m)。滚瓶停在哪里就获得对应的压岁钱,滚瓶掉下桌子就没有。现设滚瓶(可视为质点)从O点出发后加速度恒定,小义同学以1m/s速度推出滚瓶,最后刚好停在E处,已知滚瓶在D和E之间滑行的时间为 。下列说法正确的是( )
A. 滚瓶由 A 滑至 E 的加速度大小为2m/s²
B. 滚瓶由 A 滑至 E 的时间等于 2s
C. 滚瓶经过 A 点时的速度是经过C 点时的速度的 倍
D. 如果小义以0.8m/s的速度将滚瓶推出,滚瓶最终将停在 DE 之间
二、实验题(共16分)
11. 某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验装置如图甲所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB 和OC为细绳。
(1)本实验采用的科学方法是__________________(填“控制变量法”或“等效替代法”) ;其具体含义是指_____________。
A. 使两次橡皮条伸长的长度相等
B. 使弹簧测力计在两种情况下示数均相同
C. 使两次橡皮条与细绳套的结点都拉到同一位置O点
(2)某次实验时,左侧弹簧测力计的示数如图乙所示,则弹簧测力计的示数为__________________N。
(3)如果没有操作失误,图丙中的F与F'两力中,方向一定沿AO 方向的是_______________________(填“F”或“F'”) 。
(4)下列方法可减小实验误差的是 。
A. 拉橡皮条的细绳要适当短些
B. 两个分力F₁、F₂的大小要适当大些
C. 两个分力 F₁、F₂间的夹角越小越好
D. 弹簧测力计必须与木板平行,读数时视线要正对弹簧测力计的刻度
12. 某同学用如图甲所示装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验。
(1)关于实验的操作和现象,下列说法正确的是
A. 图示电磁打点计时器需接4-12V的交流电源,重物质量远大于小车质量
B. 实验中力传感器的示数等于重物的重力
C. 实验前需要将长木板倾斜一定的角度补偿阻力
D. 若保持小车的质量不变,重物的重力越大,纸带上打出的点越密
(2)图乙为该同学实验中得到的一条纸带的一部分。已知打点计时器所接电源频率为50Hz,A、B、C、D、E是纸带上的五个计数点,每相邻两个计数点间有四个点未画出。则E点位置对应刻度尺的读数为______cm;小车的加速度大小为_____m/s²(计算结果保留2位有效数字)。
(3)该同学保持小车的质量不变,改变重物的质量,测出对应加速度,然后描绘出a-F图像(F为力传感器示数);之后在小车上加放钩码,再次改变重物的质量,测出对应加速度,继续在同一坐标系中描绘出另一条a-F图像如图丙所示。则图丙中图线____ (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)是小车上加放钩码后描绘的图线。
三、计算题(共38分)
13. 如图,小孩坐在雪橇上,小孩与雪橇的总质量为40kg,大人用与水平方向成37°角斜向上的大小为100N的拉力拉雪橇,使雪橇沿水平地面做匀速运动,取, ,。 求:
(1)雪橇受到地面的支持力大小;
(2)雪橇与水平地面间的动摩擦因数的大小(本小题计算结果保留2位有效数字)。
14. 如图所示,一汽车装有“AI自动驾驶”系统,该AI系统指挥车载雷达监视前方的交通状况,在一定条件下系统就会立即启动“自动刹车”,使汽车避免与障碍物相撞。某次汽车行驶的速度大小为30m/s,刹车时最大加速度,(不计雷达信号传播时间)
(1)为了安全起见,雷达的探测范围至少多少米?
(2)汽车行驶速度为20m/s、与障碍物相距50米时,司机从解除自动驾驶到踩刹车耽搁,为了不撞上障碍物,理论上加速度至少为多大?
15. 如图所示,以v=4m/s的速度顺时针匀速转动的水平传送带,左端与粗糙倾斜轨道在B点平滑对接,右端与放在粗糙水平地面上的长木板D上表面等高,且紧密靠近(间隙可以忽略不计),相同长木板E与D接触但不粘连,每块木板长L=1.2m、质量M=0.2kg。质量m=0.1kg的小物块(可以看作质点)从倾斜轨道上高h=3m处的A点由静止开始下滑,经过传送带后滑上木板D。物块与倾斜轨道间的动摩擦因数,物块与传送带和木板之间的动摩擦因数均为,木板D、E与地面间的动摩擦因数。倾斜轨道与水平面的夹角θ=37°,传送带BC之间的距离d=8m。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)求物块到达B点时的速度大小;
(2)求物块从B点运动到C点的总时间t;
(3)求物块最终停在E木板上时距E木板左端的距离;
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廉江市实验学校2024--2025学年度高一第一学期期末考试试题
物理试题
一、选择题(第1-7题为单选,每题4分;第8-10题为多选,每题6分,漏选得3分,选错或者不选得0分,共46分)
1. 下列均属于国际单位制基本单位的是( )
A. kg、m、J B. kg、m、s C. cm、m/s²、K D. N、s、m/s
【答案】B
【解析】
【详解】A.是能量单位,由基本单位推导得到,不是基本单位,故A错误;
B.、、分别是质量、长度、时间的国际单位制基本单位,故B正确;
C.不是国际单位制长度的基本单位,是加速度单位,不是基本单位,故C错误;
D.是力的单位,是速度单位,二者都不是基本单位,故D错误。
故选B。
2. 下列物理概念中,判断正确的是( )
A. 李白在《望天门山》中写道:“孤帆一片日边来”,这句诗中参考系选择的是孤舟
B. 正在航拍的四旋翼无人飞机,调整飞机在空中的姿态时能将无人飞机看作质点
C. 百米赛跑运动员到达终点时的速度为11m/s,11m/s指的是瞬时速度
D. 某人沿着半径为R 的水平圆周跑道跑了1圈时,他的路程和位移大小均为2πR
【答案】C
【解析】
【详解】A.“孤帆一片日边来”描述孤帆的运动,参考系为岸边(或太阳、天门山),若以孤舟为参考系,孤帆相对静止,故A错误;
B.调整无人机姿态时需要考虑飞机的形状、各部分转动情况,不能忽略其大小和形状,因此不能将无人机看作质点,故B错误;
C.百米赛跑运动员到达终点时的速度对应终点这一位置的瞬时速度,题目中11m/s为瞬时速度,故C正确;
D.跑1圈时,路程是运动轨迹长度,大小为,位移是初末位置的有向线段,初末位置重合,位移大小为0,故D错误。
故选C。
3. 两位同学在课余时间利用自由落体运动知识互测反应时间,为了更方便简洁,他们想到在尺上直接贴上标明时间的纸条,你认为下列哪一张纸条才有可能是正确的( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据自由落体的规律公式 得
在相邻相等时间内,位移之比为1:3:5。
故选B。
4. “雪龙2号”是我国第一艘自主建造的极地破冰船,能够在15米厚的冰层中连续破冰前行。破冰船前行过程中,在船头相对冰层滑动时,碎冰块对船体弹力和摩擦力的示意图正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】碎冰对船的弹力应该垂直于二者接触的表面,摩擦力应该沿着二者的接触面且阻碍相对运动,A符合题意。
故选A。
5. 如图,用一根细线穿过杯柄,两手握住细线两端,提起水杯,保持静止状态。下列说法正确的是( )
A. 当细线之间的夹角θ为90°时,细线的张力大小等于杯子的重力大小
B. 细线的张力大小一定小于杯子的重力大小
C. 只要人的力气足够大,就可以将细线拉至水平
D. 逐渐增大细线之间的夹角θ,细线张力将逐渐变大
【答案】D
【解析】
【详解】A.两边细线的张力相等,当细线之间的夹角θ为90°时,则
可得
即细线的张力大小不等于杯子的重力大小,选项A错误;
B.当两边细线夹角等于120°时,细线的张力大小等于杯子的重力大小,选项B错误;
C.两边细线张力的竖直分量之和等于杯子的重力,也就是说细线张力总有竖直分量,则即使人的力气足够大,也不可以将细线拉至水平,选项C错误;
D.根据
逐渐增大细线之间的夹角θ,细线张力将逐渐变大,选项D正确。
故选D。
6. 如图为小猫蹬地跃起腾空追蝶的情景,下列说法正确的是( )
A. 飞行的蝴蝶只受重力的作用
B. 蝴蝶质量小,不容易改变运动状态,故容易被猫捉住
C. 小猫在空中时处于失重状态
D. 小猫蹬地起跳时,地面对小猫的支持力大于小猫对地面的压力
【答案】C
【解析】
【详解】A.飞行的蝴蝶在空气中运动,除受重力外,还受到空气浮力、空气对翅膀的作用力,并非只受重力作用,故A错误;
B.质量是惯性大小的唯一量度,惯性是物体保持原有运动状态的性质,蝴蝶质量小则惯性小,运动状态更容易改变,故B错误;
C.小猫在空中运动时,只受重力作用,加速度为重力加速度,方向竖直向下,因此小猫处于失重状态,故C正确;
D.小猫蹬地起跳时,地面对小猫的支持力与小猫对地面的压力是一对相互作用力,根据牛顿第三定律,二者大小始终相等、方向相反,故D错误。
故选C。
7. 2024年8月,我国运动员获得第33届奥运会男子100 m自由泳冠军。比赛所用标准泳池的长度为50 m,下列与该运动员实际运动过程最接近的位移—时间(x − t)图像是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意标准泳池的长度为50 m,我国运动员获得第33届奥运会男子100 m自由泳冠军,可知运动员最后的位移为零,所以位移先增大后减小,离出发点最远处位移为50 m,只有C选项满足。
故选C。
8. 如图所示,四个通过绳子连接起来的大灯笼被吹起来处于静止状态,悬挂最上面灯笼的绳子与竖直方向的夹角为30°,灯笼序号自上往下依次标记为1、2、3、4,灯笼质量均为m,每个灯笼所受的风力大小相等,方向水平向右,重力加速度大小为g,则( )
A. 每根绳与竖直方向的夹角相等
B. 若增加悬挂灯笼绳子的长度,绳子与竖直方向的夹角变小
C. 若加大风力,绳子与竖直方向夹角不变
D. 若加大风力,绳子与竖直方向夹角变大
【答案】AD
【解析】
【详解】A.对任意一段绳下方所悬挂的个灯笼作为整体分析,水平方向合风力为,竖直方向合重力为,该段绳的拉力方向与竖直方向夹角设为
由平衡条件有,与无关,所以每根绳与竖直方向的夹角相等,故A正确;
B.绳子与竖直方向的夹角由受力比值决定,由可知,增加悬挂灯笼绳子的长度不会改变夹角,故B错误;
C.若加大风力,由可知增大,绳子与竖直方向夹角会改变,故C错误;
D.若加大风力,由可知增大,绳子与竖直方向夹角变大,故D正确。
故选AD。
9. “推箱子”是一款经典的益智小游戏,现有一个由其升级的“3D”版本:如图甲所示 一质量为50kg的箱子静止在粗糙水平地面上,人用一水平力F去推箱子。若箱子与水平地面间的动摩擦因数为0.4,力F随时间t变化的关系图像如图乙所示,取重力加速度大小。最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列判断正确的是( )
A. t=6s时,箱子的加速度大小为4m/s² B. t=11s时,箱子的速度达到最大值
C. t=12s时,箱子被推回初始位置 D. t=12s时,箱子恰好停下来
【答案】AB
【解析】
【详解】A.箱子受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,有
时推力,箱子已经运动,所受滑动摩擦力为,由牛顿第二定律有
代入得,故A正确;
B.箱子在内因保持静止;在内,合力向右,速度增大;在内,箱子仍向右运动时摩擦力向左,合力向左,速度减小,所以时箱子的速度达到最大值,故B正确;
C.从开始运动到,箱子速度方向一直向右,即使内减速,位移仍向右增加,不可能被推回初始位置,故C错误;
D.判断箱子是否停下,只需要判断动量是否为零;
内合力冲量为图线与之间的大面积;内合力向左,其冲量大小只对应线与图线之间的小面积;显然不足以使箱子速度减为零,因此时箱子未停下,故D错误。
故选AB。
10. 我国春节有长辈给小朋友压岁钱的习俗。为了增添年味,现在发压岁钱的方式也是越来越有趣,其中有一种叫做“滚钱”,具体操作是在桌面放置不同金额的纸币,瓶子滚到哪张纸币上就可以赢取此金额,如左图所示。为了便于分析,我们用右图来描述这个模型,滚瓶从水平桌面上O点出发,途中经过A、B、C、D、E五个放钱的位置(相邻两个位置的距离均为0.2m)。滚瓶停在哪里就获得对应的压岁钱,滚瓶掉下桌子就没有。现设滚瓶(可视为质点)从O点出发后加速度恒定,小义同学以1m/s速度推出滚瓶,最后刚好停在E处,已知滚瓶在D和E之间滑行的时间为 。下列说法正确的是( )
A. 滚瓶由 A 滑至 E 的加速度大小为2m/s²
B. 滚瓶由 A 滑至 E 的时间等于 2s
C. 滚瓶经过 A 点时的速度是经过C 点时的速度的 倍
D. 如果小义以0.8m/s的速度将滚瓶推出,滚瓶最终将停在 DE 之间
【答案】BC
【解析】
【详解】A.最后刚好停在处,已知滚瓶在和之间滑行的时间为,根据逆向思维解得滚瓶由滑至满足,则加速度为,A错误;
B.根据逆向思维可得滚瓶由滑至满足
解得滚瓶由滑至的时间为,B正确;
C.根据逆向思维可得,滚瓶经过点时满足
经过点时
解得
即滚瓶经过点时的速度是经过点时速度的倍,C正确;
D.如果小义以的速度将滚瓶推出,则两次滚瓶停下位置间的距离为
由于由于第一次滚瓶最终停止处,即
可知,即滚瓶最终将停在之间,D错误。
故选 BC。
二、实验题(共16分)
11. 某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验装置如图甲所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB 和OC为细绳。
(1)本实验采用的科学方法是__________________(填“控制变量法”或“等效替代法”) ;其具体含义是指_____________。
A. 使两次橡皮条伸长的长度相等
B. 使弹簧测力计在两种情况下示数均相同
C. 使两次橡皮条与细绳套的结点都拉到同一位置O点
(2)某次实验时,左侧弹簧测力计的示数如图乙所示,则弹簧测力计的示数为__________________N。
(3)如果没有操作失误,图丙中的F与F'两力中,方向一定沿AO 方向的是_______________________(填“F”或“F'”) 。
(4)下列方法可减小实验误差的是 。
A. 拉橡皮条的细绳要适当短些
B. 两个分力F₁、F₂的大小要适当大些
C. 两个分力 F₁、F₂间的夹角越小越好
D. 弹簧测力计必须与木板平行,读数时视线要正对弹簧测力计的刻度
【答案】(1) ①. 等效替代法 ②. C
(2)3.6N (3)F (4)BD
【解析】
【小问1详解】
[1]一个力的作用效果与两个力的作用效果相同,它们的作用效果可以等效替代,故本实验采用的科学方法是等效替代法;
[2]ABC.其具体含义是指使两次橡皮条与细绳套的结点都与某点О重合,故选C。
【小问2详解】
该弹簧测力计的分度值为0.2N,故读数为3.6N。
【小问3详解】
由一个弹簧测力计拉橡皮条至О点的拉力一定沿AO方向,而根据平行四边形定则作出的合力,由于误差的存在,不一定沿AO方向,故一定沿AO方向的是F。
【小问4详解】
A.为了准确记下拉力的方向,故采用两点描线时,两点应尽量距离大一些,故细绳应长些,故A错误;
BC.在合力F不超过量程的前提下,两个分力F1、F2要尽量大些,夹角不宜太大,也不宜太小,故B正确、C错误;
D.实验中,弹簧测力计必须与木板平行,读数时视线要正对弹簧测力计的刻度,故D正确。
故选BD。
12. 某同学用如图甲所示装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验。
(1)关于实验的操作和现象,下列说法正确的是
A. 图示电磁打点计时器需接4-12V的交流电源,重物质量远大于小车质量
B. 实验中力传感器的示数等于重物的重力
C. 实验前需要将长木板倾斜一定的角度补偿阻力
D. 若保持小车的质量不变,重物的重力越大,纸带上打出的点越密
(2)图乙为该同学实验中得到的一条纸带的一部分。已知打点计时器所接电源频率为50Hz,A、B、C、D、E是纸带上的五个计数点,每相邻两个计数点间有四个点未画出。则E点位置对应刻度尺的读数为______cm;小车的加速度大小为_____m/s²(计算结果保留2位有效数字)。
(3)该同学保持小车的质量不变,改变重物的质量,测出对应加速度,然后描绘出a-F图像(F为力传感器示数);之后在小车上加放钩码,再次改变重物的质量,测出对应加速度,继续在同一坐标系中描绘出另一条a-F图像如图丙所示。则图丙中图线____ (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)是小车上加放钩码后描绘的图线。
【答案】(1)C (2) ①. 6.50 ②. 0.43
(3)II
【解析】
【小问1详解】
A.电磁打点计时器应接交流电源,故A错误。
B.重物下落时有加速度,设力传感器示数为,对重物有
所以,力传感器示数不等于重物的重力,故B错误。
C.实验前应将长木板的一端垫高,以平衡小车运动中受到的阻力,故C正确。
D.小车质量不变时,重物质量增大使小车加速度增大,相同时间内的位移增量变大,纸带上相邻点的间距变大而不是变密,故D错误。
故选C。
【小问2详解】
[1]由刻度尺读数可得点位置为
[2]打点计时器频率为
相邻两个点的时间间隔为
相邻两个计数点之间有4个点未画出,因此相邻计数点的时间间隔为
由图读得,
两段位移对应的时间均为。由匀变速直线运动的位移差关系得
代入数据得
【小问3详解】
I.图线I的斜率较大,表示小车和砝码的总质量较小;加砝码后总质量增大,不应对应图线I,故I错误。
II.由牛顿第二定律,,在相同时,总质量增大使加速度减小,-图线斜率变小,图线II的斜率较小,故II正确。
故选II。
三、计算题(共38分)
13. 如图,小孩坐在雪橇上,小孩与雪橇的总质量为40kg,大人用与水平方向成37°角斜向上的大小为100N的拉力拉雪橇,使雪橇沿水平地面做匀速运动,取, ,。 求:
(1)雪橇受到地面的支持力大小;
(2)雪橇与水平地面间的动摩擦因数的大小(本小题计算结果保留2位有效数字)。
【答案】(1)340N;(2)0.24
【解析】
【详解】(1)以雪橇和小孩为整体,受力分析如图所示
由平衡条件得
解得
可知雪橇受到地面的支持力大小为。
(2)以雪橇和小孩为整体,水平方向根据受力平衡可得
又因为
联立解得
14. 如图所示,一汽车装有“AI自动驾驶”系统,该AI系统指挥车载雷达监视前方的交通状况,在一定条件下系统就会立即启动“自动刹车”,使汽车避免与障碍物相撞。某次汽车行驶的速度大小为30m/s,刹车时最大加速度,(不计雷达信号传播时间)
(1)为了安全起见,雷达的探测范围至少多少米?
(2)汽车行驶速度为20m/s、与障碍物相距50米时,司机从解除自动驾驶到踩刹车耽搁,为了不撞上障碍物,理论上加速度至少为多大?
【答案】(1)90m (2)
【解析】
【小问1详解】
根据题意可知,汽车以最大加速度刹车减速时,停止距离最小,由运动学公式可得,停止距离为
即为了安全起见,雷达的探测范围至少。
【小问2详解】
根据题意可知,汽车先匀速再减速,匀速运动的距离为
则为了不撞上障碍物,刹车减速的位移为
由运动学公式有
解得
15. 如图所示,以v=4m/s的速度顺时针匀速转动的水平传送带,左端与粗糙倾斜轨道在B点平滑对接,右端与放在粗糙水平地面上的长木板D上表面等高,且紧密靠近(间隙可以忽略不计),相同长木板E与D接触但不粘连,每块木板长L=1.2m、质量M=0.2kg。质量m=0.1kg的小物块(可以看作质点)从倾斜轨道上高h=3m处的A点由静止开始下滑,经过传送带后滑上木板D。物块与倾斜轨道间的动摩擦因数,物块与传送带和木板之间的动摩擦因数均为,木板D、E与地面间的动摩擦因数。倾斜轨道与水平面的夹角θ=37°,传送带BC之间的距离d=8m。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)求物块到达B点时的速度大小;
(2)求物块从B点运动到C点的总时间t;
(3)求物块最终停在E木板上时距E木板左端的距离;
【答案】(1)6m/s
(2)
(3)物块最终停在木板E上,
【解析】
【小问1详解】
物块在倾斜轨道上,由牛顿第二定律得
物块从A点到B点,有
联立解得
【小问2详解】
物块在传送带上先做匀减速运动,由牛顿第二定律得
物块与传送带共速时,有
此时物块的位移
之后物块与传送带一起匀速运动到C点,则
物块从B点运动到C点的总时间
【小问3详解】
物块刚滑到木板D上时,对两木板整体分析可知
所以两木板保持静止,物块在木板D上匀减速运动,由牛顿第二定律得
又
解得
故物块能滑上木板E;物块在木板E上运动时,对木板E由牛顿第二定律得
经过时间物块与木板E共速,则有
物块距木板E左端的距离为
联立解得
由于,此后物块与木板E一起匀减速至0,物块最终停在木板E上。
故
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