精品解析:四川绵阳市梓潼中学校2026-2027学年高三上学期9月月考物理试题
2026-09-30
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内容正文:
梓潼中学高2024级2026年秋第一学月学业水平测试
物理试题
本试卷分为试题卷和答题卡两部分,其中试题卷由第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)组成,共6页;答题卡共2页。满分100分,考试时间75分钟。
第I卷(选择题,共46分)
一、本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 小车在水平地面上做匀速直线运动。零时刻,站在小车上的甲沿与小车运动方向平行的方向抛出一个小球,乙站在小车侧方水平地面上观测到小球做直线运动直至落地。忽略空气阻力。则( )
A. 乙观测到小球的运动轨迹与地面垂直
B. 乙观测到小球的加速度为零
C. 甲抛球方向与小车前进方向相同
D. 小球相对地面的初速度不为零
2. 如图所示,长方体物块叠放在斜面上,B受到一个沿斜面方向的拉力F,两物块保持静止。B受力的个数为( )
A. 4 B. 5 C. 6 D. 7
3. 离地球280光年外有一恒星TOI-561。与TOI-561相距约0.01 AU(日地距离为1 AU)的行星绕其公转的周期约为地球公转周期的,该行星和地球的公转均视为匀速圆周运动。则TOI-561与太阳的质量的比值约为( )
A. 0.16 B. 0.64 C. 1.6 D. 6.4
4. 水平传送带匀速运动,将一物体无初速度地放置在传送带上,最终物体随传送带一起匀速运动。下列说法正确的是( )
A. 刚开始物体相对传送带向前运动
B. 物体匀速运动过程中,受到静摩擦力
C. 物体加速运动过程中,摩擦力对物体做负功
D. 传送带运动速度越大,物体加速运动的时间越长
5. 模拟失重环境的实验舱,通过电磁弹射从地面由静止开始加速后竖直向上射出,上升到最高点后回落,再通过电磁制动使其停在地面。实验舱运动过程中,受到的空气阻力f的大小随速率增大而增大,f随时间t的变化如图所示(向上为正)。下列说法正确的是( )
A. 从到,实验舱处于电磁弹射过程 B. 从到,实验舱加速度大小减小
C. 从到,实验舱内物体处于失重状态 D. 时刻,实验舱达到最高点
6. 在古代,人们关上门后从内部用一根结实的木棍抵住门,以保障安全,这种木棍被称为“顶门杠”,如图甲所示。图乙是其简化示意图,顶门杠可绕其下端与地面的接触点自由转动,杠下端与水平地面之间的动摩擦因数为,杠的重力忽略不计,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。为保证门受到再大的外来推力都不能使杠的下端与地面间发生滑动,则杠与水平地面的夹角应满足的条件为( )
A. B. C. D.
7. 马年春晚《喜雨》舞蹈用珠帘勾勒出“春雨万物生”的唯美景象。小明用如图所示的模型分析珠帘上珠子的运动,他用柔软轻质细线连接两个相同的小球、,当两小球以相同角速度绕竖直轴做匀速圆周运动时,细线①、②与竖直方向夹角分别为和(),若细线①、②上弹力大小分别为和,、的线速度大小分别为和,向心加速度大小分别为和,忽略空气阻力,则( )
A. B. C. D.
二、本题共3小题,每小题6分,共18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6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图,矩形金属框竖直放置,其中、足够长,且杆光滑,一根轻弹簧一端固定在M点,另一端连接一个质量为m的小球,小球穿过杆,金属框绕轴分别以角速度和匀速转动时,小球均相对杆静止,若,则与以匀速转动时相比,以匀速转动时( )
A. 小球的高度一定降低 B. 弹簧弹力的大小一定不变
C. 小球对杆压力的大小一定变大 D. 小球所受合外力的大小一定变大
9. 某物流园用一水平浅色传送带传送货物,如图甲所示。将质量m=10 kg的黑色货物(可视为质点)在A处放在静止的传送带上,然后启动传送带开始顺时针运动,其运动的v-t图像如图乙所示,货物恰好被传送到B处。已知货物与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,取g=10 m/s2,下列说法正确的是( )
A. 货物由A处运动到B处的位移为48 m
B. 货物在水平浅色传送带上留下的痕迹长度为12 m
C. 货物与水平浅色传送带因摩擦产生的热量为160 J
D. 货物运动的最大速度为8 m/s
10. 某山沟竖直截面图如图所示,山沟的一侧竖直,另一侧是以 点为圆心、 为半径的圆弧,圆弧最高点与 点等高。救援队从 点以大小为的初速度向该山沟投掷救援物资,其中 是重力加速度大小。物资可视为质点,不计空气阻力。为避免损坏救援物资,要求物资落到圆弧上的速率最小,则物资( )
A. 在空中运动的时间为 B. 与水平方向成 角斜上抛
C. 抛出点与落点的高度差为 D. 落到圆弧上的最小速率为
第II卷(非选择题,共54分)
三、本大题2小题,每空2分,共16分。
11. “在探究平抛运动实验中”
(1)采用图2所示装置进行实验。将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上,钢球落到倾斜的挡板后挤压复写纸,在白纸上留下印迹。下列说法正确的是________。
A. 调节装置使其背板竖直
B. 调节斜槽使其末端切线水平
C. 以斜槽的末端在白纸上的投影点为坐标原点
D. 钢球在斜槽静止释放的高度应等间距下降
(2)如图3所示,将实验中记录的印迹用平滑曲线连接,其中抛出点为坐标原点,A点(11.0,15.8)是记录的印迹,B点(11.8,19.6)是曲线上的一个点,为得到小球的水平速度,应取________(选填“A”或“B”)点进行计算,可得水平速度________。(g取,所得结果保留两位有效数字)
12. 某同学设计了一个验证牛顿第二定律的实验,使用的器材有:直导轨、小车、光电门、数字毫秒计、遮光条、天平、钩码、刻度尺、游标卡尺、定滑轮、细绳等。实验装置如图所示,光电门1、2分别固定在导轨、处,遮光条安装在小车上,连接小车两端的细绳分别跨过左右定滑轮、各悬挂10个质量均为的钩码,定滑轮间的细绳与导轨平行。重力加速度大小为 。实验步骤如下:
ⅰ.用天平测量小车和遮光条的总质量 ,用刻度尺测量、间的距离,用游标卡尺测量遮光条的宽度 。
ⅱ.调节导轨倾斜程度,使小车沿导轨向右下滑时通过两个光电门的遮光时间近似相等。
ⅲ.从左侧细绳取下 个钩码挂到右侧细绳,再从导轨左端静止释放小车,用数字毫秒计测量遮光条经过光电门1、2的遮光时间、。
回答下列问题:
(1)步骤ⅱ操作的主要目的是__________。
(2)由牛顿第二定律,小车的加速度大小 __________(用、 、 和 表示)。
(3)步骤ⅲ中测得的小车加速度大小 __________(用 、、和表示)。
(4)该同学根据测出的多组、 值,作出图像。若该图像近似是一条通过原点的直线,则可以验证:质量一定时,物体的加速度与所受合外力成__________。
(5)若图像明显不过原点,原因可能是__________(单选,填标号)。
A. 步骤ⅲ中小车没有从静止释放
B. 步骤ⅱ中导轨的倾斜程度调节不恰当
C. 钩码质量没有远小于小车和遮光条的总质量
四、本大题3小题,共38分,要求写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案。
13. 无人机被广泛应用于各行各业。某无人机从地面由静止匀加速竖直向上起飞,3 s末关闭电动机,此时无人机上升高度为36 m。不计空气阻力,重力加速度大小取。
(1)求无人机上升到最高点时,距地面的高度;
(2)无人机上升到最高点后,再经过时间开启电动机,无人机恰好安全着陆(即着陆速度为零)。已知无人机开启电动机后,下降阶段加速度大小是上升阶段加速度大小的0.75倍。求时间(保留2位有效数字)。
14. 如图甲所示,一质量的滑板B静止在水平冰面上,一质量的滑块A(可视为质点)从滑板的左端沿滑板上表面水平滑上滑板。滑块A与滑板B的运动过程中,速度随时间变化的图像如图乙所示,重力加速度。求:
(1)滑块A与滑板B上表面之间的动摩擦因数;
(2)滑板的最小长度l;
(3)滑板的运动时间t。
15. 小明将如图所示的装置放在水平地面上,该装置由弧形轨道、竖直圆轨道、水平直轨道和倾角的斜轨道平滑连接而成。质量的小滑块从弧形轨道离地高处静止释放。已知,,滑块与轨道和间的动摩擦因数均为,弧形轨道和圆轨道均可视为光滑,忽略空气阻力。
(1)求滑块运动到与圆心O等高的D点时对轨道的压力;
(2)通过计算判断滑块能否冲出斜轨道的末端C点;
(3)若滑下的滑块与静止在水平直轨道上距A点x处的质量为的小滑块相碰,碰后一起运动,动摩擦因数仍为0.25,求它们在轨道上到达的高度h与x之间的关系。(碰撞时间不计,,)
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梓潼中学高2024级2026年秋第一学月学业水平测试
物理试题
本试卷分为试题卷和答题卡两部分,其中试题卷由第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)组成,共6页;答题卡共2页。满分100分,考试时间75分钟。
第I卷(选择题,共46分)
一、本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 小车在水平地面上做匀速直线运动。零时刻,站在小车上的甲沿与小车运动方向平行的方向抛出一个小球,乙站在小车侧方水平地面上观测到小球做直线运动直至落地。忽略空气阻力。则( )
A. 乙观测到小球的运动轨迹与地面垂直
B. 乙观测到小球的加速度为零
C. 甲抛球方向与小车前进方向相同
D. 小球相对地面的初速度不为零
【答案】A
【解析】
【详解】B.根据题意可知,小球抛出后受重力作用,加速度为重力加速度,方向竖直向下,故B错误;
ACD.由于乙站在小车侧方水平地面上观测到小球做直线运动直至落地,可知,小球相对地面做自由落体运动,乙观测到小球的运动轨迹与地面垂直,则小球相对地面的初速度为零,即甲抛球方向与小车前进方向相反,相对小车的速度大小与小车运动的速度大小相等,故A正确,CD错误。
故选A。
2. 如图所示,长方体物块叠放在斜面上,B受到一个沿斜面方向的拉力F,两物块保持静止。B受力的个数为( )
A. 4 B. 5 C. 6 D. 7
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意,对A受力分析可知,受重力、B的支持力,由于A静止,则A还受B沿斜面向上的静摩擦力,对B受力分析可知,受重力、斜面的支持力、A的压力、拉力、B还受A沿斜面向下的摩擦力,由于B静止,则受沿斜面向上的摩擦力,即B受6个力作用。
故选C。
3. 离地球280光年外有一恒星TOI-561。与TOI-561相距约0.01 AU(日地距离为1 AU)的行星绕其公转的周期约为地球公转周期的,该行星和地球的公转均视为匀速圆周运动。则TOI-561与太阳的质量的比值约为( )
A. 0.16 B. 0.64 C. 1.6 D. 6.4
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意,由万有引力提供向心力有
可得
则有
故选B。
4. 水平传送带匀速运动,将一物体无初速度地放置在传送带上,最终物体随传送带一起匀速运动。下列说法正确的是( )
A. 刚开始物体相对传送带向前运动
B. 物体匀速运动过程中,受到静摩擦力
C. 物体加速运动过程中,摩擦力对物体做负功
D. 传送带运动速度越大,物体加速运动的时间越长
【答案】D
【解析】
【详解】A.刚开始时,物体速度小于传送带速度,则物体相对传送带向后运动,A错误;
B.匀速运动过程中,物体与传送带之间无相对运动趋势,则物体不受摩擦力作用,B错误;
C.物体加速,由动能定理可知,摩擦力对物体做正功,C错误;
D.设物体与传送带间动摩擦因数为μ,物体相对传送带运动时
做匀加速运动时,物体速度小于传送带速度则一直加速,由可知,传送带速度越大,物体加速运动的时间越长,D正确。
故选D。
5. 模拟失重环境的实验舱,通过电磁弹射从地面由静止开始加速后竖直向上射出,上升到最高点后回落,再通过电磁制动使其停在地面。实验舱运动过程中,受到的空气阻力f的大小随速率增大而增大,f随时间t的变化如图所示(向上为正)。下列说法正确的是( )
A. 从到,实验舱处于电磁弹射过程 B. 从到,实验舱加速度大小减小
C. 从到,实验舱内物体处于失重状态 D. 时刻,实验舱达到最高点
【答案】B
【解析】
【详解】A.间,f向下,先增大后减小,可知此时速度方向向上,先增大后减小,故实验舱先处于弹射过程后做竖直上抛运动;故A错误;
B.由于受到的空气阻力f的大小随速率增大而增大则f—t图的形状与v—t图的形状是一模一样的,则实验舱加速度大小在减小,故B正确;
C.间,f向上,先增大后减小,可知此时速度方向向下,先增大后减小,先向下加速后向下减速,加速度先向下后向上,先失重后超重,故C错误;
D.根据前面分析可知时刻速度方向改变,从向上变成向下运动,故时刻到达最高点,故D错误。
故选B。
6. 在古代,人们关上门后从内部用一根结实的木棍抵住门,以保障安全,这种木棍被称为“顶门杠”,如图甲所示。图乙是其简化示意图,顶门杠可绕其下端与地面的接触点自由转动,杠下端与水平地面之间的动摩擦因数为,杠的重力忽略不计,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。为保证门受到再大的外来推力都不能使杠的下端与地面间发生滑动,则杠与水平地面的夹角应满足的条件为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由题意,对杆受力分析,设门对顶门杠顶端的作用力大小为,该力沿杆向下,可分解为两个分量:垂直于地面的分量
该分量产生对地面的正压力大小
沿水平方向的分量
该分量需与地面摩擦力平衡;且杆与地面最大静摩擦力为
为防止滑动,需满足
即
得
故选A。
7. 马年春晚《喜雨》舞蹈用珠帘勾勒出“春雨万物生”的唯美景象。小明用如图所示的模型分析珠帘上珠子的运动,他用柔软轻质细线连接两个相同的小球、,当两小球以相同角速度绕竖直轴做匀速圆周运动时,细线①、②与竖直方向夹角分别为和(),若细线①、②上弹力大小分别为和,、的线速度大小分别为和,向心加速度大小分别为和,忽略空气阻力,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.匀速圆周运动线速度满足,的圆周运动半径是的半径加上线②的水平投影,因此,可得,A错误;
B.向心加速度满足,因,故,B错误;
CD.对下方小球,竖直方向合力为0,
得
对两球整体受力分析,竖直方向合力为0,
得
已知,则,因此
代入得
由两球水平方向向心力关系
由此可知
同时,故
最终得,C错误,D正确。
故选D。
二、本题共3小题,每小题6分,共18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6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图,矩形金属框竖直放置,其中、足够长,且杆光滑,一根轻弹簧一端固定在M点,另一端连接一个质量为m的小球,小球穿过杆,金属框绕轴分别以角速度和匀速转动时,小球均相对杆静止,若,则与以匀速转动时相比,以匀速转动时( )
A. 小球的高度一定降低 B. 弹簧弹力的大小一定不变
C. 小球对杆压力的大小一定变大 D. 小球所受合外力的大小一定变大
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】对小球受力分析,设弹力为T,弹簧与水平方向的夹角为θ,则对小球竖直方向
而
可知θ为定值,T不变,则当转速增大后,小球的高度不变,弹簧的弹力不变。则A错误,B正确;
水平方向当转速较小时,杆对小球的弹力FN背离转轴,则
即
当转速较大时,FN指向转轴
即
则因 ,根据牛顿第三定律可知,小球对杆的压力不一定变大。则C错误;
根据
可知,因角速度变大,则小球受合外力变大。则D正确。
故选BD。
9. 某物流园用一水平浅色传送带传送货物,如图甲所示。将质量m=10 kg的黑色货物(可视为质点)在A处放在静止的传送带上,然后启动传送带开始顺时针运动,其运动的v-t图像如图乙所示,货物恰好被传送到B处。已知货物与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,取g=10 m/s2,下列说法正确的是( )
A. 货物由A处运动到B处的位移为48 m
B. 货物在水平浅色传送带上留下的痕迹长度为12 m
C. 货物与水平浅色传送带因摩擦产生的热量为160 J
D. 货物运动的最大速度为8 m/s
【答案】BC
【解析】
【详解】A.规定向右为正,货物滑动时加速度大小为,在内,传送带速度由增至,货物速度为。在后传送带以减速,货物仍以加速;时两者速度差为,相对加速度大小为,所以共速时刻为
共速的速度为,共速后货物受向左的滑动摩擦力,速度再经减为,因此货物速度—时间图线先由匀增至,再匀减至。货物位移等于速度—时间图线与时间轴围成的面积,,故A错误;
B.在内,两者相对滑动路程由两条速度—时间图线间的面积给出,,在内相对滑动方向反向,
后段滑动使痕迹沿前段痕迹回移,没有超出先前的范围,痕迹长度仍为,故B正确;
C.滑动摩擦力大小为
相对滑动总路程为
因此摩擦生热为,故C正确;
D.货物的最大速度出现在与传送带共速时,为,故D错误。
故选BC。
10. 某山沟竖直截面图如图所示,山沟的一侧竖直,另一侧是以 点为圆心、 为半径的圆弧,圆弧最高点与 点等高。救援队从 点以大小为的初速度向该山沟投掷救援物资,其中 是重力加速度大小。物资可视为质点,不计空气阻力。为避免损坏救援物资,要求物资落到圆弧上的速率最小,则物资( )
A. 在空中运动的时间为 B. 与水平方向成 角斜上抛
C. 抛出点与落点的高度差为 D. 落到圆弧上的最小速率为
【答案】AD
【解析】
【详解】ACD.设落点与O点的竖直高度为h,水平位移为,初速度与水平方向的夹角为,将初速度沿水平和竖直方向分解,可得,
同时有
联立可得
设落到圆弧上的速度为,根据机械能守恒
解得
故可知越小,v越小,故当时,h取最小值,落到圆弧上的速度最小;
解得,,,故AD正确,C错误;
B.根据前面分析,当,时,
代入解得,,故B错误。
故选AD。
第II卷(非选择题,共54分)
三、本大题2小题,每空2分,共16分。
11. “在探究平抛运动实验中”
(1)采用图2所示装置进行实验。将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上,钢球落到倾斜的挡板后挤压复写纸,在白纸上留下印迹。下列说法正确的是________。
A. 调节装置使其背板竖直
B. 调节斜槽使其末端切线水平
C. 以斜槽的末端在白纸上的投影点为坐标原点
D. 钢球在斜槽静止释放的高度应等间距下降
(2)如图3所示,将实验中记录的印迹用平滑曲线连接,其中抛出点为坐标原点,A点(11.0,15.8)是记录的印迹,B点(11.8,19.6)是曲线上的一个点,为得到小球的水平速度,应取________(选填“A”或“B”)点进行计算,可得水平速度________。(g取,所得结果保留两位有效数字)
【答案】(1)AB (2) ①. B ②. 0.59
【解析】
【小问1详解】
A.调节装置使其背板竖直,才能保证小球落在背板上的痕迹准确反映平抛轨迹,故A正确;
B.调节斜槽末端切线水平,才能保证小球抛出时初速度水平,故B正确;
C.坐标原点应选小球在斜槽末端时球心的位置,不是斜槽末端的投影点,故C错误;
D.每次释放小球的高度应相同,保证初速度一致,不需要等间距下降,故D错误。
故选AB。
【小问2详解】
[1]由图可知因为B点更接近曲线轨迹上,所以为得到小球的水平速度应该选B点进行计算;
[2]从原点到B点,小球在竖直方向上做自由落体运动,根据
代入数据解得
小球在水平方向上做匀速直线运动,根据
代入数据解得
12. 某同学设计了一个验证牛顿第二定律的实验,使用的器材有:直导轨、小车、光电门、数字毫秒计、遮光条、天平、钩码、刻度尺、游标卡尺、定滑轮、细绳等。实验装置如图所示,光电门1、2分别固定在导轨、处,遮光条安装在小车上,连接小车两端的细绳分别跨过左右定滑轮、各悬挂10个质量均为的钩码,定滑轮间的细绳与导轨平行。重力加速度大小为 。实验步骤如下:
ⅰ.用天平测量小车和遮光条的总质量 ,用刻度尺测量、间的距离,用游标卡尺测量遮光条的宽度 。
ⅱ.调节导轨倾斜程度,使小车沿导轨向右下滑时通过两个光电门的遮光时间近似相等。
ⅲ.从左侧细绳取下 个钩码挂到右侧细绳,再从导轨左端静止释放小车,用数字毫秒计测量遮光条经过光电门1、2的遮光时间、。
回答下列问题:
(1)步骤ⅱ操作的主要目的是__________。
(2)由牛顿第二定律,小车的加速度大小 __________(用、 、 和 表示)。
(3)步骤ⅲ中测得的小车加速度大小 __________(用 、、和表示)。
(4)该同学根据测出的多组、 值,作出图像。若该图像近似是一条通过原点的直线,则可以验证:质量一定时,物体的加速度与所受合外力成__________。
(5)若图像明显不过原点,原因可能是__________(单选,填标号)。
A. 步骤ⅲ中小车没有从静止释放
B. 步骤ⅱ中导轨的倾斜程度调节不恰当
C. 钩码质量没有远小于小车和遮光条的总质量
【答案】(1)平衡摩擦力
(2)
(3)
(4)正比 (5)B
【解析】
【小问1详解】
通过两个光电门的遮光时间近似相等,可知速度相等,小车做匀速运动,故步骤ⅱ的主要目的是平衡摩擦力;
【小问2详解】
根据牛顿第二定律,对整体
解得小车的加速度大小为
【小问3详解】
根据运动学公式有
解得
【小问4详解】
根据前面分析有
可知当图像为一条过原点的直线,当质量一定时,物体的加速度与所受到的合外力成正比;
【小问5详解】
A.小车没有从静止释放,不影响测量的加速度大小,故不会使图像不过原点,故A错误;
B.导轨的倾斜程度调节不恰当时,可知平衡摩擦力不足或者过大,根据牛顿第二定律,对整体
得,图像不过原点,故B正确;
C.根据前面分析,对整体分析得出加速度表达式,当钩码质量没有远小于小车和遮光条的总质量,对本实验没有影响,故C错误。
故选B。
四、本大题3小题,共38分,要求写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案。
13. 无人机被广泛应用于各行各业。某无人机从地面由静止匀加速竖直向上起飞,3 s末关闭电动机,此时无人机上升高度为36 m。不计空气阻力,重力加速度大小取。
(1)求无人机上升到最高点时,距地面的高度;
(2)无人机上升到最高点后,再经过时间开启电动机,无人机恰好安全着陆(即着陆速度为零)。已知无人机开启电动机后,下降阶段加速度大小是上升阶段加速度大小的0.75倍。求时间(保留2位有效数字)。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
无人机前做初速度为的匀加速直线运动,由匀加速直线运动位移公式可知,代入、
解得加速度
末的速度
关闭电动机后,无人机仅受重力,做竖直上抛运动,速度减为时到达最高点,该阶段上升高度
因此最高点距地面总高度
【小问2详解】
开启电动机后,下降阶段加速度大小,方向竖直向上。
自由下落时间为,末速度为,下落位移大小为
开启电动机后,以初速度、加速度大小匀减速下降,直到速度减为时安全着陆,该阶段位移大小为
这两个阶段总位移等于最高点高度,即
解得
14. 如图甲所示,一质量的滑板B静止在水平冰面上,一质量的滑块A(可视为质点)从滑板的左端沿滑板上表面水平滑上滑板。滑块A与滑板B的运动过程中,速度随时间变化的图像如图乙所示,重力加速度。求:
(1)滑块A与滑板B上表面之间的动摩擦因数;
(2)滑板的最小长度l;
(3)滑板的运动时间t。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
滑块A在滑板B上滑行时,根据图乙可知,滑块A的加速度大小为
对滑块A根据牛顿第二定律可得
解得滑块A与滑板B上表面之间的动摩擦因数为
【小问2详解】
根据图乙可知,滑块A与滑板B在时达到共速,在内滑块A、滑板B发生的位移大小分别为,
则滑板的最小长度为
【小问3详解】
滑块A在滑板B上滑行时,根据图乙可知,滑板B的加速度大小为
对滑板B根据牛顿第二定律可得
解得滑板B与水平冰面间的动摩擦因数为
滑块A与滑板B在时共速后,一起做匀减速直线运动,根据牛顿第二定律可得
解得加速度大小为
共速后到停下所用时间为
则滑板的运动时间为
15. 小明将如图所示的装置放在水平地面上,该装置由弧形轨道、竖直圆轨道、水平直轨道和倾角的斜轨道平滑连接而成。质量的小滑块从弧形轨道离地高处静止释放。已知,,滑块与轨道和间的动摩擦因数均为,弧形轨道和圆轨道均可视为光滑,忽略空气阻力。
(1)求滑块运动到与圆心O等高的D点时对轨道的压力;
(2)通过计算判断滑块能否冲出斜轨道的末端C点;
(3)若滑下的滑块与静止在水平直轨道上距A点x处的质量为的小滑块相碰,碰后一起运动,动摩擦因数仍为0.25,求它们在轨道上到达的高度h与x之间的关系。(碰撞时间不计,,)
【答案】(1)8N,方向水平向左;(2)不会冲出;(3) ();()
【解析】
【详解】(1)机械能守恒定律
牛顿第二定律
牛顿第三定律
方向水平向左
(2)能在斜轨道上到达的最高点为点,功能关系
得
故不会冲出
(3)滑块运动到距A点x处的速度为v,动能定理
碰撞后的速度为,动量守恒定律
设碰撞后滑块滑到斜轨道的高度为h,动能定理
得
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