精品解析:福建福州市马尾第一中学2026-2027学年高三第一学期10月适应性练习物理试题
2026-10-14
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内容正文:
福州市马尾第一中学2026—2027学年第一学期
高三年段10月适应性练习
物理试卷
(满分:100分 完卷时间:75分钟 )
一、单选题:(共4小题,共16.0分)
1. 擦窗机器人帮助人们解决了高层擦窗、室外擦窗难的问题。如图所示,擦窗机器人在竖直玻璃窗上沿直线A向B运动,速度逐渐减小。已知F为机器人除重力外的其他力的合力,则擦窗机器人在此过程中在竖直平面内的受力分析可能正确的是()
A. B. C. D.
2. 如图甲,两段等长细线和将质量均为m的小球A和B悬挂在O点,用水平向右拉力和向左拉力同时缓慢拉动A和B,B始终位于O点正下方,如图乙所示。重力加速度为g,则( )
A. 当细线与竖直方向的夹角为时,
B. 当细线与竖直方向的夹角为时,
C. 此过程中,细线和的拉力大小始终相等
D. 此过程中,细线的拉力逐渐变小
3. 如图所示,质量为M的吊篮P悬挂在天花板上,质量为m的物体Q被固定在吊篮中的轻弹簧上端,保持静止状态。当悬挂吊篮P的细绳被剪断的瞬间( )
A. 吊篮P的加速度为零
B. 物体Q处于失重状态
C. 物体Q的加速度为g,方向竖直向下
D. 吊篮P的加速度为,方向竖直向下
4. 如图甲所示,质量m=1kg的物体置于倾角为37°的固定且足够长的斜面上,t=0时刻对物体施加沿斜面向上的拉力F,使物体开始沿斜面上滑,作用一段时间t后撤去拉力F,物体速度的平方与位移之间的关系图像如图乙所示。已知g=10m/s2,sin37°=0.6。下列说法错误的是( )
A. 物体与斜面之间的动摩擦因数μ=0.25
B. 撤去拉力的时刻为t=0.3s
C. 拉力F的大小为24N
D. 物体运动到斜面最高点时发生的位移大小为6m
二、多选题:(共4小题,共24.0分)
5. 某同学从A点以同一速率将“水火箭”沿三个方向发射出去,轨迹分别为图中的1、2、3。若忽略空气阻力,在“水火箭”从抛出到落地过程中,下列说法正确的是( )
A. 轨迹为1的“水火箭”最高点速度最大 B. 轨迹为3的“水火箭”最高点速度最大
C. 轨迹为1的“水火箭”空中飞行时间最长 D. 轨迹为3的“水火箭”空中飞行时间最长
6. 如图,水平传送带始终沿顺时针方向匀速转动,时刻质量为m的物块(可视为质点)以速度滑上传送带左侧,时恰好运动到最右侧,其运动的图像如图乙所示。已知重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A. 在时间内物块受到向右的静摩擦力
B. 物块与传送带之间的动摩擦因数
C. 传送带的长度
D. 物块与传送带之间的最大相对位移
7. 如图A、B两物体叠放在光滑水平桌面上,轻质细绳一端连接B,另一端绕过定滑轮连接C物体,已知A和C的质量都是1kg,B的质量是2kg,A、B间的动摩擦因数是0.3,其它摩擦不计。由静止释放C,C下落一定高度的过程中(C未落地,B未撞到滑轮,)。下列说法正确的是( )
A. A、B两物体发生相对滑动
B. A物体受到的摩擦力大小为
C. B物体的加速度大小是
D. 细绳的拉力大小等于
8. 如图所示,一劲度系数为k的竖直轻弹簧下端固定,上端栓接质量为m的水平木板P,木板上再放一质量也为m的小物块Q,静止时位置如图所示。现对Q施加一竖直向上、大小为的恒力F,已知重力加速度大小为g,不计空气阻力,则( )
A. 刚施加力时,对的压力大小为
B. 运动到最高点时、分离
C. 运动到最高点时弹簧的弹力大小为
D. 从静止时位置到第一次速度最大的位置间的距离是
三、填空题:(共3小题,每空2分,共12.0分)
9. 某物理兴趣小组同学研究发现,山下江水的流速随离某侧河岸的距离的变化关系可以简化为图甲所示,船在静水中的速度与时间的关系如图乙所示,若要使船以最短时间渡河,则船渡河的航线是___________(选填“直线”或“曲线”),最短时间是___________秒。
10. 如图所示,在不计滑轮摩擦和绳子质量的前提下,当小车以速度v匀速向右运动时,则当拉绳与水平方向成θ角时物块A的速度大小为___________,绳中拉力___________A所受的重力(填大于、小于、等于)
11. 如图所示细线的上端系在墙上的A点,下端连一光滑小球B(视为质点),圆柱体静置于粗糙水平地面上细线恰好与圆柱体相切于B。现对圆柱体施加一水平向右的拉力,使之沿地面缓慢向右移动,直至小球B到达C点则在该过程中,细线的拉力__________,地面对圆柱体的支持力__________。(填“增大”、“减小”或“不变”)
四、实验题(共2小题,每空2分,总共18.0分)
12. 某同学用图(a)所示的实验装置探究两个互成角度的力的合成规律,量角器竖直固定,0刻度线水平。三根细绳结于O点,其中一根细绳悬挂重物c,另外两根细绳与弹簧测力计a、b挂钩相连,互成角度同时拉两测力计,使结点O与量角器的中心点始终在同一位置。
(1)某次测量时测力计的示数如图(b)所示,读数为___________N。
(2)关于该实验,下列说法不正确的是( )
A. 连接测力计的两细绳之间夹角越大越好
B. 实验前必须对测力计进行校准和调零
C. 实验过程中应保持测力计与量角器所在平面平行
D. 本实验采用了等效替代的物理思想
(3)图(c)中,_________(选填F或F')大小等于重物c的真实重力。
(4)若更换重物c质量变为原来两倍,两测力计方向和结点O位置均保持不变,则测力计a的示数( )
A. 变为原来2倍 B. 变大且小于原来2倍 C. 变大且大于原来2倍
(5)初始时,与两测力计相连的细绳所成夹角如图(a)所示,保持夹角不变,顺时针缓慢转动两测力计直至测力计b水平,在此过程中,测力计b的示数( )
A. 一直变大 B. 先变大后变小 C. 一直变小 D. 先变小后变大
13. 某实验小组用如图甲所示装置测量木块与水平长木板间的动摩擦因数,重力加速度取。
(1)实验中必要的措施是( )
A. 用天平测出重物的质量
B. 需要将木板的右端垫高以补偿木块受到的阻力
C. 需要满足所挂重物的质量远小于木块的质量
D. 实验前需调节力传感器和定滑轮位置让细线保持与长木板平行
(2)由静止释放重物,打出一条如图乙所示的纸带。在纸带上连续标出5个计数点、、、、,已知相邻计数点间的时间间隔,则木块的加速度大小为________。(结果保留3位有效数字)
(3)多次改变重物的质量,重复实验,测得多组力传感器示数及对应的木块运动的加速度,以为纵坐标、为横坐标描点得到如图丙所示的图像。由图中数据可知木块与长木板间的动摩擦因数________,该测量结果比动摩擦因数的真实值________(填“偏大”或“偏小”)。
五、计算题(14题8分,15题10分,16题12分,共30分)
14. 如图所示,女子跳台滑雪运动员踏着专用滑雪板,不带雪杖在助滑道上(未画出)获得一速度后水平飞出,在空中飞行一段距离后着陆。设某运动员由斜坡顶的A点沿水平方向飞出的速度,落点在斜坡上的B点,斜坡倾角,斜坡可以看成一斜面,不考虑空气阻力(取,,)。求:
(1)运动员在空中飞行的时间t;
(2)A、B间的距离s;
(3)运动员落到斜面上时的速度大小;
(4)运动员何时离斜面最远。
15. 随着智能手机的使用越来越广泛,一些人在驾车时也常常低头看手机,然而开车时看手机是一种危险驾驶行为,极易引发交通事故。一辆出租车在平直公路上以的速度匀速行驶,它正前方处以的速度同向匀速行驶的货车由于故障开始匀减速,而出租车司机此时开始低头看手机,4.5s后才发现危险,司机经0.5s反应时间后,立即采取紧急制动措施开始做匀减速直线运动,若货车从故障开始,需向前滑行才能停下,求:
(1)货车加速度的大小;
(2)当出租车开始刹车时,两车之间的距离;
(3)若欲使出租车不和货车发生追尾,则出租车刹车的加速度至少多大?
16. 如图所示,长度倾斜传送带与水平方向的夹角,底端C与两个紧挨放置的水平货架D、E平滑连接。传送带以速率沿顺时针方向转动,物块与传送带之间的动摩擦因数,从A点以初速度水平抛出一质量的小物块(可视为质点),物块以的速度从B点刚好无碰撞滑上传送带。两货架的质量均为,货架D的长度,小物块与货架之间的动摩擦因数均为,货架与地面之间的动摩擦因数均为。重力加速度g取,。求:
(1)小物块初速度大小;
(2)小物块到达传送带底端C点时的动能;
(3)为保证小物块最终停留在货架E上,货架E的最小长度L。
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福州市马尾第一中学2026—2027学年第一学期
高三年段10月适应性练习
物理试卷
(满分:100分 完卷时间:75分钟 )
一、单选题:(共4小题,共16.0分)
1. 擦窗机器人帮助人们解决了高层擦窗、室外擦窗难的问题。如图所示,擦窗机器人在竖直玻璃窗上沿直线A向B运动,速度逐渐减小。已知F为机器人除重力外的其他力的合力,则擦窗机器人在此过程中在竖直平面内的受力分析可能正确的是()
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.擦窗机器人沿直线减速从A向B运动,故合外力和速度要共线,图中的合外力(或为零)和速度不共线,要做曲线运动(或匀速直线运动),不符合运动要求,故A错误;
B.图中的合力可能与速度共线相反,从而做减速直线运动,故B正确;
C.图中的合力不可能与速度共线相反,不可能做减速直线运动,不符合要求,故C错误;
D.图中的合外力和速度不共线,要做曲线运动,不符合运动要求,故D错误。
故选B。
2. 如图甲,两段等长细线和将质量均为m的小球A和B悬挂在O点,用水平向右拉力和向左拉力同时缓慢拉动A和B,B始终位于O点正下方,如图乙所示。重力加速度为g,则( )
A. 当细线与竖直方向的夹角为时,
B. 当细线与竖直方向的夹角为时,
C. 此过程中,细线和的拉力大小始终相等
D. 此过程中,细线的拉力逐渐变小
【答案】A
【解析】
【详解】AB.对小球A、B整体和B受力分析如图,根据平衡条件可得
时,可得,故A正确,B错误;
CD.此过程中,细线和的拉力
则有
随增大,细线的拉力逐渐增大,故CD错误。
故选A。
3. 如图所示,质量为M的吊篮P悬挂在天花板上,质量为m的物体Q被固定在吊篮中的轻弹簧上端,保持静止状态。当悬挂吊篮P的细绳被剪断的瞬间( )
A. 吊篮P的加速度为零
B. 物体Q处于失重状态
C. 物体Q的加速度为g,方向竖直向下
D. 吊篮P的加速度为,方向竖直向下
【答案】D
【解析】
【详解】细绳被剪断前
AD.细绳被剪断的瞬间
解得 ,D正确,A错误;
BC.细绳被剪断的瞬间
解得 ,Q处于平衡状态,BC错误。
故选D。
4. 如图甲所示,质量m=1kg的物体置于倾角为37°的固定且足够长的斜面上,t=0时刻对物体施加沿斜面向上的拉力F,使物体开始沿斜面上滑,作用一段时间t后撤去拉力F,物体速度的平方与位移之间的关系图像如图乙所示。已知g=10m/s2,sin37°=0.6。下列说法错误的是( )
A. 物体与斜面之间的动摩擦因数μ=0.25
B. 撤去拉力的时刻为t=0.3s
C. 拉力F的大小为24N
D. 物体运动到斜面最高点时发生的位移大小为6m
【答案】B
【解析】
【详解】A.取沿斜面向上为正方向。图乙为图像,纵坐标表示速度的平方,横坐标表示从初始位置起的位移。对任一直线段,记起点速度为、该段位移为,加速度记作,由匀变速直线运动关系可知,图线斜率等于。撤去拉力后,物块仍向上运动,此阶段加速度记作,由下降直线段上两点得
记斜面倾角为,,支持力大小为,滑动摩擦力大小为。物块上滑时的受力方向如下图所示,撤去拉力后只去掉图中的
垂直斜面方向无加速度,故
滑动摩擦力满足,撤去拉力后,重力沿斜面的分力与摩擦力均沿斜面向下,由牛顿第二定律得
联立得,故A正确;
BC.图乙的上升直线段对应拉力作用阶段,物块从静止做匀加速直线运动。该阶段的加速度记作,撤力时速度为、位移为,由图线顶点读得,。匀加速直线运动的平均速度等于初、末速度的平均值,初速度为零;位移等于平均速度与时间的乘积,故
由此得撤去拉力的时刻为
该阶段加速度为
由前述计算得摩擦力大小为
拉力作用阶段,沿斜面方向由牛顿第二定律得
代入得,故B错误,C正确;
D.物块到达最高点时速度为零,记此时相对初始位置的位移为。在撤力后的匀减速上滑阶段,由速度—位移关系得
代入前述结果得,故D正确。
本题选择错误的,故选B。
二、多选题:(共4小题,共24.0分)
5. 某同学从A点以同一速率将“水火箭”沿三个方向发射出去,轨迹分别为图中的1、2、3。若忽略空气阻力,在“水火箭”从抛出到落地过程中,下列说法正确的是( )
A. 轨迹为1的“水火箭”最高点速度最大 B. 轨迹为3的“水火箭”最高点速度最大
C. 轨迹为1的“水火箭”空中飞行时间最长 D. 轨迹为3的“水火箭”空中飞行时间最长
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.设第条轨迹的抛射角为,其中。由图可知,,在最高点竖直分速度为0,速度
因此,故A错误,B正确。
CD.斜抛运动在竖直方向具有对称性,总飞行时间
因此,故C正确,D错误。
故选BC。
6. 如图,水平传送带始终沿顺时针方向匀速转动,时刻质量为m的物块(可视为质点)以速度滑上传送带左侧,时恰好运动到最右侧,其运动的图像如图乙所示。已知重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A. 在时间内物块受到向右的静摩擦力
B. 物块与传送带之间的动摩擦因数
C. 传送带的长度
D. 物块与传送带之间的最大相对位移
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由图乙可知物块在时间内做匀加速运动,在时间内做匀速运动,在时间内不受摩擦力作用,故A错误;
B.图像斜率表示加速度,根据图乙可知,物块在时间内的加速度为
根据牛顿第二定律
解得动摩擦因数为,故B正确;
C.传送带的长度即物块在时间内运动的距离,图像面积表示位移,结合图乙可知,故C错误;
D.在时物块与传送带的相对位移最大,大小为,故D正确。
故选BD。
7. 如图A、B两物体叠放在光滑水平桌面上,轻质细绳一端连接B,另一端绕过定滑轮连接C物体,已知A和C的质量都是1kg,B的质量是2kg,A、B间的动摩擦因数是0.3,其它摩擦不计。由静止释放C,C下落一定高度的过程中(C未落地,B未撞到滑轮,)。下列说法正确的是( )
A. A、B两物体发生相对滑动
B. A物体受到的摩擦力大小为
C. B物体的加速度大小是
D. 细绳的拉力大小等于
【答案】BC
【解析】
【详解】ABC.假设A、B不发生相对滑动,整体的加速度
隔离对A分析
可知假设成立,即A、B两物体不发生相对滑动,A所受的摩擦力为2.5N,加速度为,故A错误,BC正确;
D.隔离对C分析,根据牛顿第二定律得
解得
故D错误。
故选BC。
8. 如图所示,一劲度系数为k的竖直轻弹簧下端固定,上端栓接质量为m的水平木板P,木板上再放一质量也为m的小物块Q,静止时位置如图所示。现对Q施加一竖直向上、大小为的恒力F,已知重力加速度大小为g,不计空气阻力,则( )
A. 刚施加力时,对的压力大小为
B. 运动到最高点时、分离
C. 运动到最高点时弹簧的弹力大小为
D. 从静止时位置到第一次速度最大的位置间的距离是
【答案】AD
【解析】
【详解】取竖直向上为正方向,设木板从初始位置上升的位移为,弹簧初始压缩量为。初始静止时有
两物体保持接触时,对整体应用牛顿第二定律有
代入,解得
对物块有
解得支持力
A.刚施加恒力时,位移为零,因此
根据牛顿第三定律,对的压力与支持力大小相等,故A正确;
B.从初始位置运动到最高点,整体初、末速度均为零,根据动能定理有
取非零位移,解得最高点位移
此时支持力
上升过程中支持力始终为正,两物体不会分离,故B错误;
C.最高点弹簧的压缩量为
此时弹簧弹力大小为,故C错误;
D.木板第一次速度最大时,加速度为零,因此
解得
此前木板一直向上运动,所以该位移就是所求距离,故D正确。
故选AD。
三、填空题:(共3小题,每空2分,共12.0分)
9. 某物理兴趣小组同学研究发现,山下江水的流速随离某侧河岸的距离的变化关系可以简化为图甲所示,船在静水中的速度与时间的关系如图乙所示,若要使船以最短时间渡河,则船渡河的航线是___________(选填“直线”或“曲线”),最短时间是___________秒。
【答案】 ①. 曲线 ②. 100
【解析】
【详解】[1]要最短时间渡河,需保持船头垂直河岸航行,垂直河岸方向船速不变,做匀速运动;沿水流方向,江水的流速是变化的,说明沿水流方向存在加速度,合加速度与合速度方向不共线,因此船的合运动是曲线。
[2]由图甲可知河宽 ,由图乙可知船在静水中的速度
最短渡河时间满足
10. 如图所示,在不计滑轮摩擦和绳子质量的前提下,当小车以速度v匀速向右运动时,则当拉绳与水平方向成θ角时物块A的速度大小为___________,绳中拉力___________A所受的重力(填大于、小于、等于)
【答案】 ①. vcosθ ②. 大于
【解析】
【分析】
【详解】[1]对速度分解如图所示
小车沿绳子方向的速度等于A的速度,设绳子与水平方向的夹角为θ,根据平行四边形定则,物体A的速度
vA=vcosθ
[2]小车匀速向右运动时,θ减小,则A的速度增大,所以A加速上升,加速度方向向上,根据牛顿第二定律有
T-GA=mAa
可知拉力大于A所受的重力。
11. 如图所示细线的上端系在墙上的A点,下端连一光滑小球B(视为质点),圆柱体静置于粗糙水平地面上细线恰好与圆柱体相切于B。现对圆柱体施加一水平向右的拉力,使之沿地面缓慢向右移动,直至小球B到达C点则在该过程中,细线的拉力__________,地面对圆柱体的支持力__________。(填“增大”、“减小”或“不变”)
【答案】 ①. 减小 ②. 增大
【解析】
【详解】[1][2]小球B的受力情况如图所示
根据正弦定理
圆柱体沿地面缓慢向右移动,则B缓慢沿弧面上移的过程中,细线与竖直方向的夹角增大,圆柱体对小球的支持力与竖直向上方向的夹角θ减小,细线的拉力与圆柱体的支持力之间的夹角减小,结合
故圆柱体对小球的支持力N增大,结合几何知识知拉力T在减小。
B对圆柱体的压力N′(N′与N大小相等)的竖直分力大小
Ny=N′cosθ
当θ减小时Ny增大,使得地面对圆柱体的支持力增大。
四、实验题(共2小题,每空2分,总共18.0分)
12. 某同学用图(a)所示的实验装置探究两个互成角度的力的合成规律,量角器竖直固定,0刻度线水平。三根细绳结于O点,其中一根细绳悬挂重物c,另外两根细绳与弹簧测力计a、b挂钩相连,互成角度同时拉两测力计,使结点O与量角器的中心点始终在同一位置。
(1)某次测量时测力计的示数如图(b)所示,读数为___________N。
(2)关于该实验,下列说法不正确的是( )
A. 连接测力计的两细绳之间夹角越大越好
B. 实验前必须对测力计进行校准和调零
C. 实验过程中应保持测力计与量角器所在平面平行
D. 本实验采用了等效替代的物理思想
(3)图(c)中,_________(选填F或F')大小等于重物c的真实重力。
(4)若更换重物c质量变为原来两倍,两测力计方向和结点O位置均保持不变,则测力计a的示数( )
A. 变为原来2倍 B. 变大且小于原来2倍 C. 变大且大于原来2倍
(5)初始时,与两测力计相连的细绳所成夹角如图(a)所示,保持夹角不变,顺时针缓慢转动两测力计直至测力计b水平,在此过程中,测力计b的示数( )
A. 一直变大 B. 先变大后变小 C. 一直变小 D. 先变小后变大
【答案】(1)2.6 (2)A
(3)F' (4)A (5)C
【解析】
【小问1详解】
如图所示,弹簧测力计读数
【小问2详解】
A.连接测力计的细绳之间夹角不宜过大,也不宜过小。故A错误;
B.为了保证实验的准确性,实验前必须对测力计进行校准和调零。故B正确;
C.为了减小误差,实验过程中应保持测力计与量角器所在平面平行。不然得到的只是该方向上的分力,误差较大。故C正确;
D.本实验采用了等效替代的物理思想,故D正确。
本题选不正确的,故选A。
【小问3详解】
根据二力平衡F'大小等于重物c的真实重力
【小问4详解】
根据上图中三力合成的两矢量三角形相似,c重力变为原来两倍,则测力计a的示数变为原来的两倍,故选A。
【小问5详解】
在保持细绳夹角(与互补)不变,顺时针缓慢转动两测力计直至测力计b水平,在此过程中,测力计b的示数一直变小,故选C。
13. 某实验小组用如图甲所示装置测量木块与水平长木板间的动摩擦因数,重力加速度取。
(1)实验中必要的措施是( )
A. 用天平测出重物的质量
B. 需要将木板的右端垫高以补偿木块受到的阻力
C. 需要满足所挂重物的质量远小于木块的质量
D. 实验前需调节力传感器和定滑轮位置让细线保持与长木板平行
(2)由静止释放重物,打出一条如图乙所示的纸带。在纸带上连续标出5个计数点、、、、,已知相邻计数点间的时间间隔,则木块的加速度大小为________。(结果保留3位有效数字)
(3)多次改变重物的质量,重复实验,测得多组力传感器示数及对应的木块运动的加速度,以为纵坐标、为横坐标描点得到如图丙所示的图像。由图中数据可知木块与长木板间的动摩擦因数________,该测量结果比动摩擦因数的真实值________(填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1)D (2)1.74
(3) ①. 0.3 ②. 偏大
【解析】
【小问1详解】
ABC.该实验的目的是测量木块与水平长木板间的动摩擦因数,不是验证牛顿第二定律,则不需要将木板的右端垫高以补偿木块受到的阻力,木块上已安装力传感器,则不需要测出重物的质量,也不需要满足所挂重物的质量远小于木块的质量,故ABC错误;
D.保证拉力与木板平行,则实验前需调节力传感器和定滑轮位置让细线保持与长木板平行,故D正确。
故选D。
【小问2详解】
由公式,可得加速度
【小问3详解】
[1]由牛顿第二定律,有
则
则纵轴截距为
则
[2]实验过程中,纸带对木块也有拉力作用,则有
则
则动摩擦因数的测量值比真实值偏大。
五、计算题(14题8分,15题10分,16题12分,共30分)
14. 如图所示,女子跳台滑雪运动员踏着专用滑雪板,不带雪杖在助滑道上(未画出)获得一速度后水平飞出,在空中飞行一段距离后着陆。设某运动员由斜坡顶的A点沿水平方向飞出的速度,落点在斜坡上的B点,斜坡倾角,斜坡可以看成一斜面,不考虑空气阻力(取,,)。求:
(1)运动员在空中飞行的时间t;
(2)A、B间的距离s;
(3)运动员落到斜面上时的速度大小;
(4)运动员何时离斜面最远。
【答案】(1)3s (2)75m
(3)
(4)1.5s
【解析】
【小问1详解】
运动员由A点到B点做平抛运动,水平方向的位移
竖直方向的位移
又有
联立解得
【小问2详解】
根据题意,由几何关系可得
【小问3详解】
运动员落在斜面上时速度的竖直分量
运动员落到斜面上时的速度大小
【小问4详解】
如图,当合速度方向与斜面平行时,运动员距离斜面最远
由几何关系有
解得
15. 随着智能手机的使用越来越广泛,一些人在驾车时也常常低头看手机,然而开车时看手机是一种危险驾驶行为,极易引发交通事故。一辆出租车在平直公路上以的速度匀速行驶,它正前方处以的速度同向匀速行驶的货车由于故障开始匀减速,而出租车司机此时开始低头看手机,4.5s后才发现危险,司机经0.5s反应时间后,立即采取紧急制动措施开始做匀减速直线运动,若货车从故障开始,需向前滑行才能停下,求:
(1)货车加速度的大小;
(2)当出租车开始刹车时,两车之间的距离;
(3)若欲使出租车不和货车发生追尾,则出租车刹车的加速度至少多大?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
货车从故障开始匀减速至停止过程有
可得货车加速度的大小
【小问2详解】
从货车发生故障到出租车开始减速所用时间
这段时间两车发生的位移分别为,
两车之间的距离
【小问3详解】
出租车开始减速时货车的速度为
设出租车的加速度大小为时两车恰好不发生追尾,出租车开始减速至追上货车用时为,则有,
联立解得
故出租车刹车的加速度至少为
16. 如图所示,长度倾斜传送带与水平方向的夹角,底端C与两个紧挨放置的水平货架D、E平滑连接。传送带以速率沿顺时针方向转动,物块与传送带之间的动摩擦因数,从A点以初速度水平抛出一质量的小物块(可视为质点),物块以的速度从B点刚好无碰撞滑上传送带。两货架的质量均为,货架D的长度,小物块与货架之间的动摩擦因数均为,货架与地面之间的动摩擦因数均为。重力加速度g取,。求:
(1)小物块初速度大小;
(2)小物块到达传送带底端C点时的动能;
(3)为保证小物块最终停留在货架E上,货架E的最小长度L。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【详解】(1)物块从A点抛出后做平抛运动,到达B点时速度方向沿传送带向下、与水平方向成53°角,水平方向分速度等于抛出时的初速度,故
(2)物块滑上传送带后沿传送带向下运动,传送带速度大于物块速度,故物块相对传送带向上滑动,所受滑动摩擦力沿传送带向下。
对物块由牛顿第二定律得
解得。物块速度增大到传送带速度前已离开传送带,故加速度不变,由运动学公式得
解得,故物块到达C点时的动能
(3)物块滑上货架D后做减速运动。D、E紧挨放置,物块对D的摩擦力,小于地面对D、E的最大静摩擦力之和,故物块在D上滑动时D、E均静止,物块的加速度
物块滑到D右端时速度的平方
物块滑上货架E后,E受到物块的摩擦力仍为,大于地面对E的最大静摩擦力,故E开始向右加速,其加速度
物块在E上以减速,当物块与E速度相同时,物块相对E滑行的距离最大,由
此后物块与E共速,二者一起减速直至停止,物块不再相对E滑动,故货架E的最小长度
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