内容正文:
2025-2026学年第二学期学科素养大赛
高一物理 测试卷
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
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。
一、单项选择题(共8小题,每小题4分,共32分)
1. 关于曲线运动,下列说法中正确的是( )
A. 曲线运动一定是变加速运动
B. 在恒力作用下,物体也能做曲线运动
C. 曲线运动的速度可以不变
D. 曲线运动的速度大小一定不断变化
2. 在科学发展中,许多科学家对物理学的发展作出了巨大贡献。下列表述正确的是( )
A. 笛卡尔通过分析第谷观测的天文数据得出行星运动规律
B. 天王星被人们称为“笔尖下发现的行星”
C. 引力常量的普适性是万有引力定律正确性的有力证据
D. 开普勒巧妙地利用扭秤装置比较准确测出了万有引力常量G的值
3. 一辆汽车在水平公路上减速转弯,沿曲线由M向N行驶。图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的方向,其中可能正确的是( )
A. B.
C. D.
4. 如图所示为一皮带传动装置,右轮的半径为r,左轮的半径为2r。a点和b点分别位于右轮和左轮的边缘上。c点在左轮上,到左轮中心的距离为r。若在传动过程中,皮带不打滑。则( )
A. a点与b点的线速度大小之比为1:2
B. b点与c点的角速度大小之比为2:1
C. a点与b点的向心加速度大小之比为2:1
D. b点与c点的向心加速度大小之比为1:2
5. 如图所示,以10m/s的水平速度v0抛出的物体,飞行一段时间后,垂直地撞在倾角θ为30°的斜面上,可知物体撞击在斜面上的瞬时速度是多大( )
A. 10m/s B. C. D. 20m/s
6. 如图所示,水平放置的圆盘以角速度匀速转动,圆盘上有两个质量均为的物块P和Q(两物块均可视为质点),它们随圆盘一起做匀速圆周运动。已知物块距圆心的距离分别为和,。物块与转盘间的动摩擦因数为,重力加速度为。下列说法不正确的是( )
A. 它们受到的静摩擦力方向都指向圆心
B. 它们所受静摩擦力大小之比为
C. 若圆盘突然停止转动,两物块将沿半径反方向飞出
D. 若不断提高圆盘转速,物块将先被甩出
7. 汽车过拱桥时的运动可以看成圆周运动。如图所示,汽车以速度v通过半径为R的拱形桥最高点时,以下说法正确的是( )
A. 汽车处于超重状态
B. 汽车对桥的压力小于桥对汽车的支持力
C. 桥对汽车的支持力大小为
D. 当汽车速度小于时,汽车对桥始终有压力
8. 某物体在地球表面,受到地球的万有引力为F。若此物体受到的引力减小为,则其距离地面的高度应为(R为地球半径)( )
A. R B. 2R
C. 4R D. 8R
二、多项选择题(本题共 4 小题,每小题5分,。共20分。在每小题给出的四个选项中,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. 要使两物体间的万有引力减小到原来的,下列方法可行的是( )
A. 使两物体的质量各减小一半,距离不变
B. 使其中一个物体的质量减小到原来的,距离不变
C. 使两物体间的距离增大到原来的2倍,质量不变
D. 使两物体的质量和两物体间的距离都减小到原来的
10. 洗衣机是家庭中常用的家用电器。如图所示,常见的洗衣机有滚筒洗衣机,(甲图)和波轮洗衣机(如乙图)。两种洗衣机都具有脱水功能。运行脱水程序时、受电机控制、可认为滚筒洗衣机的内筒在竖直平面内匀速转动、波轮洗衣机的脱水桶在水平面内匀速转动。在洗衣机脱水过程中,一段时间内湿衣服紧贴在筒的内壁上,随筒一起转动而未发生滑动。下列说法正确的是( )
A. 两种洗衣机的脱水原理都是水滴受到了离心力的作用
B. 波轮洗衣机中的衣服受到重力、筒壁的弹力和摩擦力的作用
C. 波轮洗衣机的脱水桶以更大的角速度转动时,筒壁对衣服的摩擦力会变大
D. 脱水时,滚筒洗衣机中湿衣服做匀速圆周运动
11. 如图所示,用一根绕过定滑轮的细绳把两个物块P和Q拴在一起,用水平力拉物块Q,使其沿水平面向右以速率v匀速移动,在P到达滑轮之前( )
A. P加速上升 B. P减速上升
C. P速度比v大 D. P速度比v小
12. 如图所示,长为L的悬线固定在O点,在O点正下方处有一钉子C,把悬线另一端的小球m拉到跟悬点在同一水平面上无初速度释放,小球到悬点正下方时悬线碰到钉子,则小球的( )
A. 线速度突然增大 B. 角速度突然减小
C. 向心加速度突然增大 D. 悬线的拉力突然增大
三、实验题(本题共7个空,每空2分,共14分)
13. 在“探究平抛运动的特点”的实验中,某组同学用如图1所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上,让钢球沿斜槽轨道滑下后从点飞出,落在水平挡板上,并挤压白纸留下痕迹点。移动挡板,重新释放钢球,如此重复,白纸上将留下一系列痕迹点。
(1)下列实验条件必须满足的有____。(填选项前的字母)
A. 斜槽轨道末端水平
B. 挡板高度等间距变化
C. 每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
D. 尽可能减小钢球与斜槽轨道之间的摩擦
(2)同学甲用图1的实验装置得到的痕迹点如图2所示,其中一个偏差较大的点产生的原因,可能是该次实验____。(填选项前的字母)
A. 钢球释放的高度偏低
B. 钢球释放的高度偏高
C. 钢球没有被静止释放
D. 挡板未水平放置
(3)同学乙用频闪照相机记录了钢球做平抛运动过程中的、、三点,于是就取点为坐标原点,建立了如图3所示的坐标系。平抛轨迹上的这三点坐标值图中已标出。
根据图中数据判断,点____(填“是”或“不是”)平抛运动的抛出点。钢球平抛的初速度为____(取,计算结果保留两位有效数字)。
14. 使用向心力演示仪可探究向心力大小与角速度、运动半径、质量的关系,其构造如图1所示,简化示意图如图2所示。挡板B、C到转轴距离为,挡板A到转轴距离为,其中左右塔轮半径从上到下比例分别为:①∶④=1∶1;②∶⑤=2∶1;③∶⑥=3∶1。
(1)本实验采取的主要研究方法是_________
A. 微元法 B. 理想实验法 C. 等效替代法 D. 控制变量法
(2)探究向心力的大小与角速度的关系,可将传动皮带套在②⑤塔轮上,将两个完全相同的小球分别放在挡板_________处(选填“A和C”或“B和C”);
(3)探究向心力的大小与运动半径之间的关系,应将皮带套在_________塔轮上(选填“①④”、“②⑤”或“③⑥”);
四、非选择题∶ 本题共4题, 共34分(其中17题6分, 18题6分, 19题8分, 20题14分)。
15. 如图所示、球网高出桌面H。网到两边的距离为L,某人在乒乓球训练中,从左侧处,将球沿垂直于网的方向水平击出,球恰好通过网的上沿落到右侧边缘,设乒乓球球的运动为平抛运动。则乒乓球在网左右两侧运动时间之比是多少?
16. 如图所示,质量为的小杯子里盛有质量为的水,用绳子系住小杯子在竖直平面内做“水流星”表演,转动半径为L=1m,小杯子通过最高点的速度为v=4m/s,取重力加速度。求:
(1)在最高点时绳对小杯子的拉力T的大小?
(2)在最高点时杯子底部对水的压力的大小?
17. 某运动员在进行滑雪训练时,从倾斜雪道顶端以水平速度v0飞出、恰好落到倾斜雪道底端。雪道顶端高度为h,重力加速度为g。不计空气阻力,求:
(1)运动员在空中运动的时间;
(2)运动员落回雪道时的速度大小v;
18. 如图所示,有一个可视为质点的质量为的小物块,从光滑平台上的点以的初速度水平飞出,到达点时,恰好沿点的切线方向进入固定在地面上的竖直圆弧轨道,圆弧轨道的半径为,点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角,不计空气阻力,取重力加速度。(,)。求:
(1)、两点的高度差;
(2)若小物块恰好能经过圆弧轨道最高点,求小物块经过点时的速度大小。
(3)若小物块经过圆弧轨道最低点时速度为,求小物块经过点时对轨道的压力。
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2025-2026学年第二学期学科素养大赛
高一物理 测试卷
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
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。
一、单项选择题(共8小题,每小题4分,共32分)
1. 关于曲线运动,下列说法中正确的是( )
A. 曲线运动一定是变加速运动
B. 在恒力作用下,物体也能做曲线运动
C. 曲线运动的速度可以不变
D. 曲线运动的速度大小一定不断变化
【答案】B
【解析】
【详解】A.曲线运动的加速度可以是恒定的(如平抛运动),因此不一定是变加速运动,故A错误;
B.恒力作用下,只要力与速度方向不共线(如平抛运动),物体即可做曲线运动,故B正确;
C.曲线运动的速度方向必然变化,速度矢量一定变化,故C错误;
D.曲线运动的速度大小可以不变(如匀速圆周运动),故D错误。
故选B。
2. 在科学发展中,许多科学家对物理学的发展作出了巨大贡献。下列表述正确的是( )
A. 笛卡尔通过分析第谷观测的天文数据得出行星运动规律
B. 天王星被人们称为“笔尖下发现的行星”
C. 引力常量的普适性是万有引力定律正确性的有力证据
D. 开普勒巧妙地利用扭秤装置比较准确测出了万有引力常量G的值
【答案】C
【解析】
【详解】A.开普勒通过分析第谷观测的天文数据得出行星运动规律,不是笛卡尔,故A错误;
B.天王星不是利用万有引力定律发现的行星,海王星是利用万有引力定律发现的一颗行星,被人们称为“笔尖下发现的行星”,故B错误;
C.引力常量的普适性是万有引力定律正确性的有力证据,故C正确;
D.卡文迪什巧妙地利用扭秤装置比较准确测出了万有引力常量G的值,不是开普勒,故D错误。
故选C。
3. 一辆汽车在水平公路上减速转弯,沿曲线由M向N行驶。图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的方向,其中可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】汽车做曲线运动,合力应指向轨迹的凹侧,又因沿曲线由M向N行驶,汽车减速,合力沿切线方向的分力与速度方向相反,所以合力方向与速度方向的夹角大于,故选C。
4. 如图所示为一皮带传动装置,右轮的半径为r,左轮的半径为2r。a点和b点分别位于右轮和左轮的边缘上。c点在左轮上,到左轮中心的距离为r。若在传动过程中,皮带不打滑。则( )
A. a点与b点的线速度大小之比为1:2
B. b点与c点的角速度大小之比为2:1
C. a点与b点的向心加速度大小之比为2:1
D. b点与c点的向心加速度大小之比为1:2
【答案】C
【解析】
【详解】A.a、b两点是轮子边缘上的点,靠传送带传动,两点的线速度相等,故A错误;
B.b、c两点共轴转动,具有相同的角速度,故B错误;
C.a、b两点线速度相等,根据可知a、b两点的向心加速度之比为2:1,故C正确;
D.b、c两点的角速度相等,根,知b、c两点的向心加速度之比为2:1,故D错误。
故选C。
5. 如图所示,以10m/s的水平速度v0抛出的物体,飞行一段时间后,垂直地撞在倾角θ为30°的斜面上,可知物体撞击在斜面上的瞬时速度是多大( )
A. 10m/s B. C. D. 20m/s
【答案】D
【解析】
【详解】小球撞在斜面上的速度与斜面垂直,将该速度分解,
则
故选D。
6. 如图所示,水平放置的圆盘以角速度匀速转动,圆盘上有两个质量均为的物块P和Q(两物块均可视为质点),它们随圆盘一起做匀速圆周运动。已知物块距圆心的距离分别为和,。物块与转盘间的动摩擦因数为,重力加速度为。下列说法不正确的是( )
A. 它们受到的静摩擦力方向都指向圆心
B. 它们所受静摩擦力大小之比为
C. 若圆盘突然停止转动,两物块将沿半径反方向飞出
D. 若不断提高圆盘转速,物块将先被甩出
【答案】C
【解析】
【详解】A.两个物块随圆盘一起做匀速圆周运动,合力提供向心力,它们水平方向只受到摩擦力,因此它们受到的静摩擦力方向都指向圆心,故A不符合题意;
B.摩擦力提供向心力,角速度均为,因此有,
它们所受静摩擦力大小之比为,故B不符合题意;
C.若圆盘突然停止转动,由于惯性,两物块将保持原来运动的方向飞出,即垂直于半径飞出,故C符合题意;
D.假设有可知半径越大,做匀速圆周运动需要的摩擦力越大,因此若不断提高圆盘转速,物块将先达到最大静摩擦力,先被甩出,故D不符合题意。
故选C。
7. 汽车过拱桥时的运动可以看成圆周运动。如图所示,汽车以速度v通过半径为R的拱形桥最高点时,以下说法正确的是( )
A. 汽车处于超重状态
B. 汽车对桥的压力小于桥对汽车的支持力
C. 桥对汽车的支持力大小为
D. 当汽车速度小于时,汽车对桥始终有压力
【答案】D
【解析】
【详解】ABC.对汽车,根据牛顿第二定律有
解得
汽车处于失重状态,根据牛顿第三定律可知汽车对桥的压力等于桥对汽车的支持力,故ABC错误;
D.由上述表达式可知当汽车速度时,汽车对桥恰无压力;速度小于时,汽车对桥始终有压力,故D正确。
故选D。
8. 某物体在地球表面,受到地球的万有引力为F。若此物体受到的引力减小为,则其距离地面的高度应为(R为地球半径)( )
A. R B. 2R
C. 4R D. 8R
【答案】A
【解析】
【详解】在地球表面时
在某高度时
解得
所以距离地面的高度应为
故选A。
二、多项选择题(本题共 4 小题,每小题5分,。共20分。在每小题给出的四个选项中,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. 要使两物体间的万有引力减小到原来的,下列方法可行的是( )
A. 使两物体的质量各减小一半,距离不变
B. 使其中一个物体的质量减小到原来的,距离不变
C. 使两物体间的距离增大到原来的2倍,质量不变
D. 使两物体的质量和两物体间的距离都减小到原来的
【答案】ABC
【解析】
【详解】根据万有引力定律表达式
A.使两物体的质量各减小一半,距离不变,则万有引力变为原来的,故A正确;
B.使其中一个物体的质量减小到原来的,距离不变,则万有引力变为原来的,故B正确;
C.使两物体间的距离增大到原来的2倍,质量不变,则万有引力变为原来的,故C正确;
D.使两物体的质量和两物体间的距离都减小到原来的,则万有引力大小不变,故D错误。
故选ABC。
10. 洗衣机是家庭中常用的家用电器。如图所示,常见的洗衣机有滚筒洗衣机,(甲图)和波轮洗衣机(如乙图)。两种洗衣机都具有脱水功能。运行脱水程序时、受电机控制、可认为滚筒洗衣机的内筒在竖直平面内匀速转动、波轮洗衣机的脱水桶在水平面内匀速转动。在洗衣机脱水过程中,一段时间内湿衣服紧贴在筒的内壁上,随筒一起转动而未发生滑动。下列说法正确的是( )
A. 两种洗衣机的脱水原理都是水滴受到了离心力的作用
B. 波轮洗衣机中的衣服受到重力、筒壁的弹力和摩擦力的作用
C. 波轮洗衣机的脱水桶以更大的角速度转动时,筒壁对衣服的摩擦力会变大
D. 脱水时,滚筒洗衣机中湿衣服做匀速圆周运动
【答案】BD
【解析】
【详解】A.脱水原理是水滴做圆周运动需要的向心力大于衣服对水滴的附着力,水滴做离心运动离开衣服,并非受到离心力,故A 错误;
B.波轮洗衣机的脱水桶在水平面内匀速转动,衣服紧贴筒内壁:竖直方向重力向下,静摩擦力向上,二者平衡;水平方向筒壁的弹力提供圆周运动的向心力,因此衣服一共受重力、筒壁的弹力、摩擦力三个力作用,故B 正确;
C.波轮洗衣机中,竖直方向摩擦力始终与重力平衡,大小等于重力,因此角速度增大时,只有筒壁的弹力()随角速度增大而变大,摩擦力大小不变,故C错误;
D.脱水时因衣服随筒一起转动而未发生滑动,所以衣服紧贴圆筒内壁做匀速圆周运动,故D正确。
故选BD。
11. 如图所示,用一根绕过定滑轮的细绳把两个物块P和Q拴在一起,用水平力拉物块Q,使其沿水平面向右以速率v匀速移动,在P到达滑轮之前( )
A. P加速上升 B. P减速上升
C. P速度比v大 D. P速度比v小
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.设连接Q的绳子与水平方向的夹角为,如图所示
将Q的速度分解为沿绳子和垂直绳子两个方向的分速度,则有
在Q匀速向右运动过程中,逐渐减小,逐渐增大,则P的速度逐渐增大,即P加速上升。故A正确,B错误;
CD.在Q匀速向右运动过程中,由于,则,因此。故C错误,D正确。
故选AD。
12. 如图所示,长为L的悬线固定在O点,在O点正下方处有一钉子C,把悬线另一端的小球m拉到跟悬点在同一水平面上无初速度释放,小球到悬点正下方时悬线碰到钉子,则小球的( )
A. 线速度突然增大 B. 角速度突然减小
C. 向心加速度突然增大 D. 悬线的拉力突然增大
【答案】CD
【解析】
【详解】A.悬线与钉子碰撞前后瞬间,线的拉力始终与小球的运动方向垂直,不改变小球的线速度,故小球的线速度不变,A正确;
B.当半径减小时,由知,线速度不变,可得角速度变大,B错误;
C.由知,线速度不变,半径突然变小,向心加速度突然增大,C正确;
D.在最低点,受力分析得
由向心力变大可知,悬线的拉力变大,D正确。
故选CD。
三、实验题(本题共7个空,每空2分,共14分)
13. 在“探究平抛运动的特点”的实验中,某组同学用如图1所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上,让钢球沿斜槽轨道滑下后从点飞出,落在水平挡板上,并挤压白纸留下痕迹点。移动挡板,重新释放钢球,如此重复,白纸上将留下一系列痕迹点。
(1)下列实验条件必须满足的有____。(填选项前的字母)
A. 斜槽轨道末端水平
B. 挡板高度等间距变化
C. 每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
D. 尽可能减小钢球与斜槽轨道之间的摩擦
(2)同学甲用图1的实验装置得到的痕迹点如图2所示,其中一个偏差较大的点产生的原因,可能是该次实验____。(填选项前的字母)
A. 钢球释放的高度偏低
B. 钢球释放的高度偏高
C. 钢球没有被静止释放
D. 挡板未水平放置
(3)同学乙用频闪照相机记录了钢球做平抛运动过程中的、、三点,于是就取点为坐标原点,建立了如图3所示的坐标系。平抛轨迹上的这三点坐标值图中已标出。
根据图中数据判断,点____(填“是”或“不是”)平抛运动的抛出点。钢球平抛的初速度为____(取,计算结果保留两位有效数字)。
【答案】(1)AC (2)BC
(3) ①. 是 ②. 1.5
【解析】
【小问1详解】
A.斜槽轨道末端水平,能保证钢球做平抛运动,是必须满足的条件,故A正确;
B.挡板高度不需要等间距变化,只要能记录不同位置的痕迹点即可,不是必须条件,故B错误;
C.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球,这样才能保证钢球每次平抛的初速度相同,是必须满足的条件,故C正确;
D.钢球与斜槽轨道之间的摩擦不影响每次从同一位置释放时到达末端的速度,不是必须减小的,不是必须条件,故D错误。
故选AC。
【小问2详解】
由图可知,下降相同的高度,误差点的水平位移更大,可知偏差较大的点产生原因是平抛运动初速度偏大,故可能原因是钢球没有被静止释放或钢球释放的高度偏高。
故选BC。
【小问3详解】
[1]由图可知,钢球从A到B与B到C时间相等(因为水平距离相等),且
满足初速度为0的匀变速直线运动特点,故点是平抛运动的抛出点。
[2]对钢球竖直方向有
因为
联立解得钢球初速度
14. 使用向心力演示仪可探究向心力大小与角速度、运动半径、质量的关系,其构造如图1所示,简化示意图如图2所示。挡板B、C到转轴距离为,挡板A到转轴距离为,其中左右塔轮半径从上到下比例分别为:①∶④=1∶1;②∶⑤=2∶1;③∶⑥=3∶1。
(1)本实验采取的主要研究方法是_________
A. 微元法 B. 理想实验法 C. 等效替代法 D. 控制变量法
(2)探究向心力的大小与角速度的关系,可将传动皮带套在②⑤塔轮上,将两个完全相同的小球分别放在挡板_________处(选填“A和C”或“B和C”);
(3)探究向心力的大小与运动半径之间的关系,应将皮带套在_________塔轮上(选填“①④”、“②⑤”或“③⑥”);
【答案】(1)D (2)B和C
(3)①④
【解析】
【小问1详解】
在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时,我们通过控制m、ω、r中两个物理量不变,探究F与另一个物理量之间的关系,所以用到了控制变量法。
故选D。
【小问2详解】
探究向心力的大小与角速度的关系,要保持转动半径和质量一定,则可将传动皮带套在塔轮②⑤上,将质量相同的小球分别放在挡板B和C处;
【小问3详解】
探究向心力的大小与运动半径之间的关系,要保持角速度和质量一定,应将皮带套在①④塔轮上。
四、非选择题∶ 本题共4题, 共34分(其中17题6分, 18题6分, 19题8分, 20题14分)。
15. 如图所示、球网高出桌面H。网到两边的距离为L,某人在乒乓球训练中,从左侧处,将球沿垂直于网的方向水平击出,球恰好通过网的上沿落到右侧边缘,设乒乓球球的运动为平抛运动。则乒乓球在网左右两侧运动时间之比是多少?
【答案】1:2
【解析】
【详解】设乒乓球到网的时间为t1,水平距离为x1,击球点距离地面的高度为h,下落总时间为t,乒乓球到右侧边缘的水平距离为x,根据平抛运动规律,
乒乓球在水平方向上运动总位移为
乒乓球在左侧运动过程:
下落总高度为:
在右侧下落的高度为:
联立得
则乒乓球在网左右两侧运动时间之比为
16. 如图所示,质量为的小杯子里盛有质量为的水,用绳子系住小杯子在竖直平面内做“水流星”表演,转动半径为L=1m,小杯子通过最高点的速度为v=4m/s,取重力加速度。求:
(1)在最高点时绳对小杯子的拉力T的大小?
(2)在最高点时杯子底部对水的压力的大小?
【答案】(1)9N (2)6N
【解析】
【小问1详解】
以杯子和杯子里的水整体为研究对象,在最高点时由重力和绳子的拉力T的合力提供它们做圆周运动的向心力,则由牛顿第二定律有
代入数据解得
【小问2详解】
以水为研究对象,在最高点时由重力和杯底对水的压力的合力提供水做圆周运动的向心力,则由牛顿第二定律有
代入数据解得
17. 某运动员在进行滑雪训练时,从倾斜雪道顶端以水平速度v0飞出、恰好落到倾斜雪道底端。雪道顶端高度为h,重力加速度为g。不计空气阻力,求:
(1)运动员在空中运动的时间;
(2)运动员落回雪道时的速度大小v;
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】
【小问1详解】
运动员做平抛运动,根据平抛规律
竖直方向有
解得运动员在空中运动的时间为
【小问2详解】
运动员落地时竖直方向分速度为
根据运动的合成与分解
解得运动员落回雪道时的速度大小为
【点睛】
18. 如图所示,有一个可视为质点的质量为的小物块,从光滑平台上的点以的初速度水平飞出,到达点时,恰好沿点的切线方向进入固定在地面上的竖直圆弧轨道,圆弧轨道的半径为,点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角,不计空气阻力,取重力加速度。(,)。求:
(1)、两点的高度差;
(2)若小物块恰好能经过圆弧轨道最高点,求小物块经过点时的速度大小。
(3)若小物块经过圆弧轨道最低点时速度为,求小物块经过点时对轨道的压力。
【答案】(1)
(2)
(3)100N,方向竖直向下
【解析】
【小问1详解】
由题意可知,小物块在B点的速度为
小物块在B点竖直方向的分速度为
根据平抛运动在竖直方向为自由落体可知
【小问2详解】
小物块恰好能经过圆弧轨道最高点D,此时重力恰好提供向心力
解得
【小问3详解】
小物块运动到C点时,设轨道对小物块的支持力为N,根据牛顿第二定律
解得
根据牛顿第三定律,小物块对轨道的压力等于轨道对小物块的支持力,为100N,方向竖直向下。
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