精品解析：江苏无锡市南菁高级中学2026-2027学年高三上学期9月阶段检测物理试题

高三物理诊断练习 一、单项选择题：共11小题，每小题4分，共44分。 每小题只有一个选项最符合题意。 1. 用如图所示的装置来探究平抛运动的规律，关于该实验，下列说法不正确的是（ ） A. 斜槽轨道末端应保持水平 B. 小球应从斜槽上同一位置由静止释放 C. 实验时，水平挡板的高度不需要等间距下降 D. 坐标原点应取在斜槽轨道的末端 2. 如图，用一根不可伸长的轻绳绕过两颗在同一水平高度的光滑钉子悬挂一幅矩形风景画。现若保持画框的上边缘水平，将两颗钉子之间的距离由图示位置逐渐增大到不能再增大为止（不考虑画与墙壁间的摩擦），则此过程中绳的张力大小（　　） A. 逐渐变大 B. 逐渐变小 C. 先变大，后变小 D. 先变小，后变大 3. 如图所示，质量为m的小球用水平轻质弹簧系住，并用倾角θ＝37°的光滑木板托住，小球处于静止状态，重力加速度为g，（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）则（　　） A. 弹簧有可能拉伸，也有可能压缩 B. 撤去木板的瞬间，小球的加速度大小为 C. 剪断弹簧的瞬间，小球的加速度大小为 D. 剪断弹簧的瞬间，小球的加速度大小为 4. 如图所示，一块橡皮用细线悬挂于O点，现用一支铅笔贴着细线的左侧水平向右以速度v匀速移动，移动过程中铅笔的高度始终不变．铅笔移动到图中虚线位置时（ ） A. 橡皮的速度竖直向上 B. 橡皮水平方向的速度大小为vcosθ C. 橡皮竖直方向的速度大小为vsinθ D. 橡皮的速度可能小于v 5. 如图所示，一小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，轨道半径为R，小球的直径略小于管道的直径，重力加速度为g，则小球（ ） A. 通过最高点时的最小速度为 B. 经过最高点的速度越大，对管壁的作用力越大 C. 在运动的过程中，小球只有速度足够大，才始终不对内侧管壁有弹力 D. 以上说法均错误 6. 甲是地球赤道上的一个物体，乙是某个宇宙飞船（周期约90分钟），丙是地球的同步卫星，它们运行的轨道示意图如图所示，它们都绕地心做匀速圆周运动。下列有关说法中正确的是（ ） A. 它们运动的向心加速度大小关系是 B. 它们运动的线速度大小关系是 C. 已知乙运动的周期及轨道半径，可计算出地球质量 D. 已知甲运动的周期，可计算出地球的密度 7. 如图所示，一小球（视为质点）以速度从倾角为的斜面底端O点斜向上抛出，落到斜面上的M点时速度方向水平向右，现将该小球以的速度从斜面底端O点沿相同方向抛出，落在斜面上的N点。OM与ON的比值是（　　） A. B. C. D. 8. A、B两个粗细均匀的同心光滑圆环固定在竖直转轴上，圆心在转轴上，两环始终在同一竖直面内，当两环绕竖直轴匀速转动后，套在两环上的a、b两小环最终稳定在环上的位置不可能的是（　　） A. B. C. D. 9. 某河水的流速与离某一侧河岸距离的变化关系如图1所示，船在静水中的速度与时间的关系如图2所示，该河宽为。假设渡河过程中船在河中任意位置沿河流方向的速度与河水流速相等，要使船以最短时间渡河，下列说法正确的是（ ） A. 船渡河的最短时间是150s B. 船沿河流方向的位移为200m C. 船沿河岸方向的加速度大小先增大后减小 D. 船在河水中的最大速度是 10. 如图所示，一轻弹簧一端固定在倾角为53°的光滑斜面的底端，另一端拴住质量为MP=2kg的物块P；Q为一质量为MQ=4kg的重物，Q与P接触但不粘连。弹簧的劲度系数，系统处于静止状态。现给Q施加一个方向沿斜面向上的力F，使它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动，加速度为a=3m/s2．。已知sin53°=0.8，cos53°=0.6，g取10m/s2，下列说法正确的是（　　） A. t=0.2s时Q与P分离 B. Q与P分离后，Q做减速运动 C. 拉力F的最小值是18N D. 拉力F的最大值是66N 11. 如图所示，一足够长斜面静止在粗糙水平地面上，可视为质点的滑块从斜面底端以一定的初速度沿斜面向上滑动，滑块与斜面间有摩擦。已知滑块最终又返回到出发点，斜面始终静止不动，斜面和滑块质量均为，重力加速度为。则滑块在斜面上运动的整个过程中，下列关于地面对斜面的支持力，静摩擦力随时间变化关系的图像中，可能正确的是（ ） A. B. C. D. 二、实验题（每空3分，请把答案填写在答题卡上，选择题多选少选均不给分，共15分）。 12. 某实验小组利用图（a）所示实验装置探究加速度与力、质量的关系。 （1）下列做法正确的是（　　） A. 调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行 B. 在调节木板倾斜度来平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的小桶通过定滑轮拴在木块上 C. 实验时，先放开木块，再接通打点计时器的电源 （2）打点计时器使用的交变电流频率f=50Hz，如图所示是某同学在正确操作条件下获得的一条纸带，其中A、B、C、D、E每两点之间还有4个点没有标出，则C计数点处的小车速度大小为__________m/s（保留三位有效数字）。写出用s1、s2、s3、s4以及f来表示小车加速度的计算式a=__________（用字母表示）。 （3）甲、乙两同学分别用此装置研究加速度a与质量m的关系，结果得到的两条直线如图（b）所示，设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙，对于实验中情况分析正确的是（　　） A. 甲同学实验时小桶中放入砝码比乙同学多 B. 乙同学实验时小桶中放入砝码比甲同学多 C. 甲同学实验时长木板垫得偏高了 （4）甲、乙两同学分别用此装置研究加速度a与拉力F的关系。实验中，木块上均未放砝码，没有平衡摩擦力，分别得到图（c）中甲、乙两条直线。设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙，由图（c）可知（　　） A. m甲小于m乙，μ甲大于μ乙 B. m甲大于m乙，μ甲大于μ乙 C. 三、解答题（共4题，在答题卡上填写完整解答过程，共41分） 13. 如图所示，热气球以20m/s的速度匀速竖直上升，到离地105m高处，落下一物体。物体落下后，热气球以原来的速度继续匀速上升。（g=10m/s2） （1）物体从气球上掉下后，经多长时间落回地面？ （2）物体落下后6s时，热气球与物体之间的距离是多少。 14. 近年来，中国的航天实力表现十分抢眼，假如将来某天我国宇航员乘坐的宇宙飞船到达某适宜人居住的星球，在该星球“北极”距地面h处水平抛出一个小球（引力视为恒力，阻力可忽略，h远小于该星球半径），经过时间t落到水平地面。已知该星球半径为R，引力常量为G，求： （1）该星球的质量M； （2）该星球的第一宇宙速度v大小。 15. 如图所示，水平传送带以速度顺时针匀速转动。可视为质点的小物块、的质量均为，用跨过定滑轮且不可伸长的轻绳相连。时刻在传送带左端具有向右的速度，恰好不从传送带右端离开，已知小物块与传送带间的动摩擦因数，绳足够长，且与定滑轮间的绳水平，不计定滑轮质量和摩擦，重力加速度，求： （1）小物块刚滑上传送带时的加速度大小； （2）传送带的长度； （3）小物块在传送带上的运动时间以及在传送带上留下的划痕长度。 16. 如图是货物输送装置示意图，载物平台架在两根完全相同、轴线在同一水平面内的平行长圆柱上，平台重心与两圆柱等距，货物放在平台正中间，两圆柱以角速度绕轴线做相反方向转动。平行于轴线的方向给平台施加拉力，可使平台从静止开始运动。已知平台质量，平台与两圆柱间的动摩擦因数均为，货物质量，与平台间的动摩擦因数，圆柱半径，平台不发生横向运动，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取。求： （1）当时，使平台和货物运动，拉力的最小值F1； （2）当时，使平台和货物一起运动的恒定拉力F不能超过多大？ （3）当，施加恒定拉力，货物可获得的最大速度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三物理诊断练习 一、单项选择题：共11小题，每小题4分，共44分。 每小题只有一个选项最符合题意。 1. 用如图所示的装置来探究平抛运动的规律，关于该实验，下列说法不正确的是（ ） A. 斜槽轨道末端应保持水平 B. 小球应从斜槽上同一位置由静止释放 C. 实验时，水平挡板的高度不需要等间距下降 D. 坐标原点应取在斜槽轨道的末端 【答案】D 【解析】 【详解】A．为了保证小球抛出时的初速度处于水平方向，斜槽轨道末端要保持水平，故A正确； B．小球每次从斜槽上同一位置由静止释放，滑到斜槽末端时的速率一定，保证平抛初速度不变，描出的是同一轨迹，故B正确； C．实验中只需要记录小球下落在不同高度时的位置即可，不需要挡板的高度发生等间距变化，故C正确； D．坐标原点选小球在斜槽末端时的球心，故D错误。 本题选不正确的，故选D。 2. 如图，用一根不可伸长的轻绳绕过两颗在同一水平高度的光滑钉子悬挂一幅矩形风景画。现若保持画框的上边缘水平，将两颗钉子之间的距离由图示位置逐渐增大到不能再增大为止（不考虑画与墙壁间的摩擦），则此过程中绳的张力大小（　　） A. 逐渐变大 B. 逐渐变小 C. 先变大，后变小 D. 先变小，后变大 【答案】D 【解析】 【详解】分析题意可知，画受到两段轻绳的拉力作用，根据共点力的平衡可知，拉力的合力与重力等大反向，即合力恒定不变。随着两颗钉子之间距离的增大，两端轻绳的夹角先减小，后增大，根据力的合成规律可知，两力合成时，合力一定的情况下，分力的夹角越大，分力越大，分力的夹角越小，分力越小。则轻绳的张力先变小后变大，当两轻绳处于竖直方向时，张力最小，故D正确，ABC错误。 故选D。 3. 如图所示，质量为m的小球用水平轻质弹簧系住，并用倾角θ＝37°的光滑木板托住，小球处于静止状态，重力加速度为g，（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）则（　　） A. 弹簧有可能拉伸，也有可能压缩 B. 撤去木板的瞬间，小球的加速度大小为 C. 剪断弹簧的瞬间，小球的加速度大小为 D. 剪断弹簧的瞬间，小球的加速度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球受竖直向下的重力、垂直于木板斜向右上方的支持力与弹簧的弹力作用，小球静止所受合力为零，弹簧弹力一定水平向左，如果弹簧弹力向右，小球不可能静止，弹簧弹力向左，则弹簧处于压缩状态，弹簧不可能伸长，故A错误； B．小球受力如图所示 小球静止处于平衡状态，则 撤去木板瞬间，弹簧弹力不变，小球重力不变，小球所受合力与FN等大反向，对小球，由牛顿第二定律得 解得小球的加速度大小，故B错误； CD．剪断弹簧瞬间，小球沿木板向下滑动，对小球，由牛顿第二定律得 解得，故C错误，D正确。 故选D。 4. 如图所示，一块橡皮用细线悬挂于O点，现用一支铅笔贴着细线的左侧水平向右以速度v匀速移动，移动过程中铅笔的高度始终不变．铅笔移动到图中虚线位置时（ ） A. 橡皮的速度竖直向上 B. 橡皮水平方向的速度大小为vcosθ C. 橡皮竖直方向的速度大小为vsinθ D. 橡皮的速度可能小于v 【答案】C 【解析】 【详解】将铅笔与绳子接触的点的速度分解为沿绳方向和垂直于绳子方向，如图， 则沿绳子方向上的分速度为vsinα，因为沿绳子方向上的分速度等于橡皮在竖直方向上的分速度，所以C正确；橡皮在水平方向上的速度为v，根据平行四边形定则，合速度为，斜向右上方且大于v，A、B、D错误； 故选C． 【点睛】将铅笔与绳子接触的点的速度分解为沿绳方向和垂直于绳子方向，求出沿绳子方向上的分速度，而沿绳子方向上的分速度等于橡皮在竖直方向上的分速度，橡皮在水平方向上的分速度为v，根据平行四边形定则求出橡皮的速度． 5. 如图所示，一小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，轨道半径为R，小球的直径略小于管道的直径，重力加速度为g，则小球（ ） A. 通过最高点时的最小速度为 B. 经过最高点的速度越大，对管壁的作用力越大 C. 在运动的过程中，小球只有速度足够大，才始终不对内侧管壁有弹力 D. 以上说法均错误 【答案】D 【解析】 【详解】A．通过最高点时因管道对小球可以提供支持力，则小球的最小速度为零，A错误； B．在最高点，速度从零增大的过程中，先是内侧壁对小球的作用力减小，当重力完全充当向心力后，内侧壁对小球的作用力为零，速度再增大，外侧壁对小球的作用力增大，B错误； C．当小球速度足够大时，小球能做完整圆周运动且始终不对内侧管壁有弹力，当小球速度比较小时，小球在圆心水平位置以下做往复运动，也始终对内侧壁无弹力，C错误； D．以上说法均错误，D正确。 故选D。 6. 甲是地球赤道上的一个物体，乙是某个宇宙飞船（周期约90分钟），丙是地球的同步卫星，它们运行的轨道示意图如图所示，它们都绕地心做匀速圆周运动。下列有关说法中正确的是（ ） A. 它们运动的向心加速度大小关系是 B. 它们运动的线速度大小关系是 C. 已知乙运动的周期及轨道半径，可计算出地球质量 D. 已知甲运动的周期，可计算出地球的密度 【答案】C 【解析】 【详解】AB．卫星绕地球做匀速圆周运动，根据 可得，， 同步卫星丙的周期为24h，大于乙的周期，则丙的轨道半径大于乙的轨道半径，根据线速度、加速度与轨道半径的关系，可知， 又因为甲，丙的角速度相等，根据、可知，， 综上分析可得， 故AB错误； C．根据 可得 故C正确； D．因为甲的周期与贴近星球表面做匀速圆周运动的周期不同，根据甲的周期无法求出地球的密度，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，一小球（视为质点）以速度从倾角为的斜面底端O点斜向上抛出，落到斜面上的M点时速度方向水平向右，现将该小球以的速度从斜面底端O点沿相同方向抛出，落在斜面上的N点。OM与ON的比值是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】小球以速度斜向上抛出时，设方向与斜面的夹角为，以斜面所在方向和垂直斜面方向建立直角坐标系，则沿斜面方向上有 垂直斜面方向上有 联立解得 小球以速度2斜向上抛出时，同理得 则 故选C。 8. A、B两个粗细均匀的同心光滑圆环固定在竖直转轴上，圆心在转轴上，两环始终在同一竖直面内，当两环绕竖直轴匀速转动后，套在两环上的a、b两小环最终稳定在环上的位置不可能的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】AB．小环在圆环上由支持力与重力的合力提供向心力，有 其中 解得，h是小环到圆环圆心的竖直距离 两圆环绕竖直轴匀速转动，则角速度相等，根据公式可知，h也应该相同，故A不可能，B可能； CD．当，即小环b位于最低点时，小环b的角速度达到最小值 当，即小环a位于最低点时，小环a的角速度达到最小值 则当时，稳定后将会出现图C中情形， 当时，稳定后将会出现图D中情形，故CD可能。 该题选不可能选项，故选A。 9. 某河水的流速与离某一侧河岸距离的变化关系如图1所示，船在静水中的速度与时间的关系如图2所示，该河宽为。假设渡河过程中船在河中任意位置沿河流方向的速度与河水流速相等，要使船以最短时间渡河，下列说法正确的是（ ） A. 船渡河的最短时间是150s B. 船沿河流方向的位移为200m C. 船沿河岸方向的加速度大小先增大后减小 D. 船在河水中的最大速度是 【答案】B 【解析】 【详解】A．最短渡河时间 ，故A错误； B．垂直河岸方向满足，因此离河岸距离与时间成正比，水流速度随的变化等价于随的变化； 沿河岸位移等于图像的面积，为三角形，面积，故B正确； C．前50s​随线性增大，后50s随线性减小，加速度，大小始终恒定，故C错误； D．船速是水流速度和船静水速度的合速度，两个方向垂直，最大合速度出现在​最大时：，故D错误。 故选B。 10. 如图所示，一轻弹簧一端固定在倾角为53°的光滑斜面的底端，另一端拴住质量为MP=2kg的物块P；Q为一质量为MQ=4kg的重物，Q与P接触但不粘连。弹簧的劲度系数，系统处于静止状态。现给Q施加一个方向沿斜面向上的力F，使它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动，加速度为a=3m/s2．。已知sin53°=0.8，cos53°=0.6，g取10m/s2，下列说法正确的是（　　） A. t=0.2s时Q与P分离 B. Q与P分离后，Q做减速运动 C. 拉力F的最小值是18N D. 拉力F的最大值是66N 【答案】C 【解析】 【详解】A．力F作用前，系统系统处于静止状态，故有弹簧弹力等于P、Q的整体重力的分力，即 解得x1=0.06m 当P与Q分离时，设弹簧的形变量为，此时P、Q之间的弹力为0，对P，根据牛顿第二定律有 解得 从Q、P开始运动到Q与P分离，位移 若从Q、P开始运动到Q与P分离，用时0.2s，则位移，故A错误； B．Q与P分离时加速沿斜面向上，之后会继续做加速运动。故B错误； CD．PQ一起匀加速运动的过程中，对整体有 加速过程中，弹力减小，F增大。初始时F最小，对整体有 解得Fmin=18N 分离时，F最大，对Q有 解得Fmax=44N。故C正确，D错误。 故选C。 11. 如图所示，一足够长斜面静止在粗糙水平地面上，可视为质点的滑块从斜面底端以一定的初速度沿斜面向上滑动，滑块与斜面间有摩擦。已知滑块最终又返回到出发点，斜面始终静止不动，斜面和滑块质量均为，重力加速度为。则滑块在斜面上运动的整个过程中，下列关于地面对斜面的支持力，静摩擦力随时间变化关系的图像中，可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】设斜面倾角为，滑块与斜面动摩擦因数为，滑块上滑时，加速度沿斜面向下，大小为，由牛顿第二定律可得 解得 同理滑块下滑时，加速度仍沿斜面向下，大小为 由此可知​，且两种情况加速度水平分量均向左，竖直方向的分量均向下，即，，， 对整体用牛顿第二定律，水平方向仅受地面静摩擦力，满足， 可知 由于上滑和下滑的位移大小相等，根据运动学规律 解得 因此上滑时间小于下滑时间，即 在竖直方向上则有 解得， 结合上述分析可知 上滑时间小于下滑时间，即 综合上述分析可知，ABC错误，D正确。 故选D。 二、实验题（每空3分，请把答案填写在答题卡上，选择题多选少选均不给分，共15分）。 12. 某实验小组利用图（a）所示实验装置探究加速度与力、质量的关系。 （1）下列做法正确的是（　　） A. 调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行 B. 在调节木板倾斜度来平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的小桶通过定滑轮拴在木块上 C. 实验时，先放开木块，再接通打点计时器的电源 （2）打点计时器使用的交变电流频率f=50Hz，如图所示是某同学在正确操作条件下获得的一条纸带，其中A、B、C、D、E每两点之间还有4个点没有标出，则C计数点处的小车速度大小为__________m/s（保留三位有效数字）。写出用s1、s2、s3、s4以及f来表示小车加速度的计算式a=__________（用字母表示）。 （3）甲、乙两同学分别用此装置研究加速度a与质量m的关系，结果得到的两条直线如图（b）所示，设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙，对于实验中情况分析正确的是（　　） A. 甲同学实验时小桶中放入砝码比乙同学多 B. 乙同学实验时小桶中放入砝码比甲同学多 C. 甲同学实验时长木板垫得偏高了 （4）甲、乙两同学分别用此装置研究加速度a与拉力F的关系。实验中，木块上均未放砝码，没有平衡摩擦力，分别得到图（c）中甲、乙两条直线。设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙，由图（c）可知（　　） A. m甲小于m乙，μ甲大于μ乙 B. m甲大于m乙，μ甲大于μ乙 C. 【答案】（1）A （2） ①. 0.212 ②. （3）AC （4）A 【解析】 【小问1详解】 A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行，可以使小车受到的拉力等于绳子上的拉力，故A正确； B．平衡摩擦力时，应将绳从小车上拿去，轻轻推动小车，小车沿木板运动，通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动，故B错误； C．实验时，如果先放开小车，再接通打点计时器电源，由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理，所以应该先接通电源，再释放小车，故C错误。 故选A。 【小问2详解】 [1]由于交变电流频率f=50Hz，所以打点计时器打点周期为0.02s，根据题意，相邻两计数点间还有4个点没有标出，则相邻两计数点间的时间间隔为 则C计数点处的小车速度大小为 [2]小车运动的加速度大小为 【小问3详解】 AB．根据牛顿第二定律可得， 联立可得 由于装有砝码的小桶m0应远小于木块质量m，所以 由图可知，甲图线斜率较大，则甲同学实验时小桶中放入砝码比乙同学多，故A正确，B错误； C．由图可知，乙图线过原点，而甲图线不过原点，其原因是甲同学实验时长木板垫得偏高了，故C正确。 故选AC。 【小问4详解】 根据牛顿第二定律可得 所以 根据图线的纵截距和斜率关系可得，， 故选A。 三、解答题（共4题，在答题卡上填写完整解答过程，共41分） 13. 如图所示，热气球以20m/s的速度匀速竖直上升，到离地105m高处，落下一物体。物体落下后，热气球以原来的速度继续匀速上升。（g=10m/s2） （1）物体从气球上掉下后，经多长时间落回地面？ （2）物体落下后6s时，热气球与物体之间的距离是多少。 【答案】（1）7s （2）180m 【解析】 【小问1详解】 物体从气球上掉下后，做竖直上抛运动。 令上升时间为，则有 位移 令下降时间为，则有 解得 则物体从气球上掉下后，落回地面的时间 【小问2详解】 运动时间 以竖直向上为正方向，对物体做竖直上抛运动的整体列式得 热气球的位移为 物体与热气球间距 14. 近年来，中国的航天实力表现十分抢眼，假如将来某天我国宇航员乘坐的宇宙飞船到达某适宜人居住的星球，在该星球“北极”距地面h处水平抛出一个小球（引力视为恒力，阻力可忽略，h远小于该星球半径），经过时间t落到水平地面。已知该星球半径为R，引力常量为G，求： （1）该星球的质量M； （2）该星球的第一宇宙速度v大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设该星球的重力加速度为g，小球做平抛运动，则 解得 星球表面附近万有引力等于重力，则 解得 【小问2详解】 星球第一宇宙速度等于卫星在星球表面轨道做圆周运动的线速度，则 且有 解得 15. 如图所示，水平传送带以速度顺时针匀速转动。可视为质点的小物块、的质量均为，用跨过定滑轮且不可伸长的轻绳相连。时刻在传送带左端具有向右的速度，恰好不从传送带右端离开，已知小物块与传送带间的动摩擦因数，绳足够长，且与定滑轮间的绳水平，不计定滑轮质量和摩擦，重力加速度，求： （1）小物块刚滑上传送带时的加速度大小； （2）传送带的长度； （3）小物块在传送带上的运动时间以及在传送带上留下的划痕长度。 【答案】（1） （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 小物块刚滑上传送带时，相对传送带向右运动，对小物块分析，水平方向受向左的摩擦力和绳子拉力，根据牛顿第二定律有 对小物块分析，根据牛顿第二定律有 联立解得 【小问2详解】 小物块与传送带共速前，根据运动学公式得小物体的位移大小 即小物块速度减小到所用的时间 小物块的重力 小物块所受的最大静摩擦力 在小物块的速度和传送带速度相等后，因为小物块的重力大于小物块所受的最大静摩擦力，所以小物块继续减速运动，受到的摩擦力会突变向右，对小物块、整体，根据牛顿第二定律有 解得 则小物块从减小到0的位移大小为 小物块恰好不会从传送带右端滑出，则传送带的长度 【小问3详解】 小物块从减小到0的时间 之后，小物块受到的摩擦力大小和方向不变，以向左加速运动，有 解得 故小物块在传送带上的运动时间 小物块运动到传送带最左端的速度 小物块向右运动与传送带共速前，传送带的位移 该过程小物块相对传送带向右运动，相对位移大小 小物块与传送带共速至速度减小为0过程中，传送带的位移 该过程小物块相对传送带向左运动，相对位移大小 之后，小物块返回过程中，相对传送带向左运动，留下的划痕长度为 因此全过程小物块在传送带上留下的划痕示意图如下 故总共留下的划痕理论值为 因此小物块在传送带上留下的划痕覆盖整个传送带表面，即留下的划痕实际长度为。 16. 如图是货物输送装置示意图，载物平台架在两根完全相同、轴线在同一水平面内的平行长圆柱上，平台重心与两圆柱等距，货物放在平台正中间，两圆柱以角速度绕轴线做相反方向转动。平行于轴线的方向给平台施加拉力，可使平台从静止开始运动。已知平台质量，平台与两圆柱间的动摩擦因数均为，货物质量，与平台间的动摩擦因数，圆柱半径，平台不发生横向运动，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取。求： （1）当时，使平台和货物运动，拉力的最小值F1； （2）当时，使平台和货物一起运动的恒定拉力F不能超过多大？ （3）当，施加恒定拉力，货物可获得的最大速度。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 以平台和货物为整体，要使平台运动，拉力的最小值 其中 解得 【小问2详解】 假设平台和货物保持相对静止共同加速，由牛顿第二定律有 货物以此加速度运动，需要的摩擦力大小 平台和货物间的最大静摩擦力为 代入得 【小问3详解】 根据对称性可知平台与两个圆柱表面的摩擦力相等，且恒定不变，大小均为 设平台相对右侧圆柱的速度为，施加的恒力时，平台和货物从静止开始一起沿轴线方向做加速运动（图中的方向），圆柱的角速度恒定，随着沿轴线方向的速度增大，与的夹角越小，沿轴向的分力就越大，如图所示。 对平台和货物，根据牛顿第二定律有 故平台和货物整体做加速度减小的加速运动，当时，速度最大，此时有 由图可知 解得 由 得 代入数据解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $