湖北襄阳市白水高级中学2027届高三上学期10月学情自测物理试题
2026-10-15
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内容正文:
枣阳市白水高级中学2027届高三上学期10月月考
物理试题
(考试时间:75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.选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分。
1.在物理学中,常常把某一物理量的变化与发生这段变化所用时间之比叫作这个物理量的变化率,如速度就是物体位置对时间的变化率,即。现在如果把加速度对时间的变化率定义为“加加速度”又名急动度。加加速度在车辆、电梯等日常生活和工程问题中都有重要的实际意义。假设用J表示“急动度”,则以下说法正确的是( )
A. J与加速度的变化量成正比,与时间的变化量成反比
B. 若某运动物体的J是正值,则该物体的速度增大
C. J的方向总是与加速度变化量的方向保持一致
D. 若某运动物体的J增大,则该物体的加速度a增大
2.甲、乙两辆完全相同的小车均由静止沿同一方向出发做直线运动。以出发时刻为计时零点,甲车的速度-时间图像如图所示,乙车的加速度-时间图像如图所示。则( )
A. 内,甲车的加速度大小逐渐增大 B. 乙车在和时的速度不同
C. 内,甲、乙两车的位移不同 D. 时,甲、乙两车的速度不同
3.如图,轮滑训练场沿直线等间距地摆放着若干个定位锥筒,锥筒间距d,某同学穿着轮滑鞋向右匀加速滑行。现测出他从2号锥筒运动到3号锥筒用时t,速度变为原来的3倍。则该同学的加速度为( )
A. B. C. D.
4.如图,在水平桌面上放置一斜面体P,两长方体物块a和b叠放在P的斜面上,整个系统处于静止状态.若将a与b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用、和表示,则下列说法正确的是
A. b受4个力 B. a对b的作用力方向竖直向下
C. ,, D. ,,
5.如图甲所示,物体P置于光滑的水平面上,用轻细线跨过质量不计的光滑定滑轮连接一个重力的重物Q,物体P向右运动的加速度为如图乙所示,若细线下端不挂重物,而用的力竖直向下拉细线下端,这时物体P的加速度为,则
A. B.
C. D. 条件不足,无法判断
6.“嫦娥奔月”非神话,“破壁飞天”化玉娥。“万户”精魂付火箭,屈原“天问”下长河。2020年7月23日12时41分,文昌航天发射场上,长征五号遥四运载火箭成功将“天问一号”火星探测器顺利送入预定轨道。2020年10月中旬,“天问一号”在距离地球约2940万公里处进行一次深空机动,4个月后探测器将与火星交会。然后通过“刹车”完成火星捕获,完成多次变轨后,择机开展着陆、巡视等任务。已知火星和地球绕太阳公转半径之比为3:2,火星与地球质量之比1:10,半径之比为1:2,自转周期之比近似1:1,则( )
A. 火星与地球绕太阳运动的向心加速度大小之比为9:4
B. 火星与地球表面重力加速度之比2:1
C. 火星与地球第一宇宙速度之比2:1
D. 火星与地球平均密度之比4:5,“天问一号”绕火星与地球最小周期之比
7.如图所示,将一可视为质点的小球从倾角为的斜面顶端A点以不同速度水平抛出,第一次落在B点;第二次落在斜面底端C点,已知,则关于两次小球运动情况,下列说法正确的是( )
A. 两次小球在空中的时间之比为
B. 两次小球水平抛出的初速度之比为
C. 两次小球击中斜面时速度与斜面夹角之比为
D. 两次小球击中斜面时速度与斜面夹角之比为
8.雨滴落到地面的速度通常仅为几米每秒,这与雨滴下落过程中受到空气阻力有关。若将雨滴看作半径为r的球体,设其竖直落向地面的过程中所受空气阻力,其中v是雨滴的速度,k是比例系数。如图所示的示意图画出了两个半径不同的雨滴在空气中无初速下落的图线,根据题中信息判断下列说法正确的是( )
A. 在时刻,两个雨滴的加速度相同
B. ①对应的雨滴半径比②对应的雨滴半径大
C. ①对应的雨滴半径比②对应的雨滴半径小
D. 当两个雨滴速度大小相同时,①对应的雨滴加速度比②的小
9.如图1所示,质量为的木板静置于水平面上,有一个可视为质点、质量为的小物块,以的初速度滑上木板的左端。物块和木板的图像如图2所示,小物块始终在木板上,取,结合图像,可求得( )
A. 物块在前2s内的位移为8m B. 木板的最小长度为2m
C. 物块与木板间的动摩擦因数为 D. 木板与水平面之间的动摩擦因数为
10.如图甲、乙所示,分别用长度均为1 m的轻质细绳和轻质细杆的一端拴质量均为1 kg的小球A、B,另一端分别固定在O、点,现让A,B两小球分别绕O、点在竖直平面内做圆周运动,小球均可视为质点,不计空气阻力,重力加速度下列说法正确的是( )
A. A球做圆周运动到最高点的最小速度为
B. B球做圆周运动到最高点的最小速度为
C. 某次A,B两球运动到最高点对绳、杆的作用力大小均为2 N,则此时A、B两球经过最高点时的速度大小一定相等
D. A球在最低点和最高点受到绳的拉力差值大小为60 N
二.实验题:本大题共2小题,共16分。
11.(8分)某实验小组用图1所示的装置做探究加速度与力的关系实验。滑块与遮光条的总质量为M。
用游标卡尺测出遮光条的宽度,示数如图2所示,则遮光条宽度 mm;
实验前需要调节气垫导轨使其水平:不悬挂沙桶和动滑轮,开通气源,轻推滑块使其依次通过光电门1、2,观察光电计时器记录的滑块通过两光电门1、2时遮光条的挡光时间、,如果,则应调节气垫导轨底座螺钉,使气垫导轨右端适当调 填“高”或“低”,直至轻推滑块后,滑块通过两光电门的挡光时间相等。若光电门1已损坏,请你想一个调节气垫导轨水平的方法: ;
按图1装置,做好各种调节后进行实验,测出两光电门间的距离L,多次改变沙桶中沙的质量进行实验,记录每次实验中弹簧测力计的示数F及滑块通过两光电门1、2时遮光条的挡光时间、,根据测得的数据,以为纵轴,以为横轴作图像,如果图像是一条过原点的倾斜直线,且图像的斜率为 用M、L、d表示,表明质量一定时,加速度与合外力成正比。
12.(8分)某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验,将橡皮条一端固定在A点,另一端系上两根细绳及绳套,用两个弹簧测力计通过细绳套互成角度的拉动橡皮条,将结点拉到O点,如图甲所示。
如果没有操作失误,图乙中是用一个弹簧测力计拉细绳套时,在白纸上根据实验结果画出的图示,则图乙中的F与两力中,方向一定沿AO方向的是 .
本实验采用的科学方法是 .
A.理想实验法
B.等效替代法
C.控制变量法
D.建立物理模型法
在同一对比实验的两次操作中,O点位置 选填“可以”或“不可以”变动.
如图丙,使弹簧测力计b从水平位置开始顺时针缓慢转动至竖直方向,在这个过程中保持O点位置和弹簧测力计a的拉伸方向不变,则在整个过程中关于弹簧测力计a、b的读数变化是 。
A.a增大,b减小
B.a减小,b增大
C.a减小,b先增大后减小
D.a减小,b先减小后增大
三.计算题:本题共3小题,共44分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13.(12分)如图1所示,有一质量的物件在电机的牵引下从地面竖直向上经加速、匀速、匀减速至指定位置。当加速运动到总位移的时开始计时,测得电机的牵引力随时间变化的图线如图2所示,末速度减为0时恰好到达指定位置。若不计绳索的质量和空气阻力,求物件:
做匀减速运动的加速度大小和方向;
匀速运动的速度大小;
总位移的大小。
14.(14分)如图所示,倾斜传送带以的速度逆时针匀速转动,传送带AO两端距离,其与水平方向夹角,传送带下端A距地面高度。将质量的小物块无初速轻放在传送带上端O点,小物块运动到下端离开传送带。物块与传送带的动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。不计空气阻力,取,重力加速度大小。求:
物块从A端离开传送带时的速度,及传送带对物块所做的功;
物块落地时速度方向与水平方向的夹角,及落点距A的水平距离。
15.(18分)如图所示,质量的滑块B静止放置于光滑平台上,B的左端固定一轻质弹簧。平台右侧有一质量的小车C,其上表面与平台等高,小车与水平面间的摩擦不计。光滑圆弧轨道半径,连线PO与竖直方向夹角为,另一与B完全相同的滑块A从P点由静止开始沿圆弧下滑。A滑至平台上挤压弹簧,弹簧恢复原长后滑块B离开平台滑上小车C且恰好未滑落,滑块B与小车C之间的动摩擦因数,g取,A、B可视为质点,求:
滑块A刚到平台上的速度大小;
该过程中弹簧弹性势能的最大值;
小车C的长度。
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枣阳市白水高级中学2027届高三上学期10月月考
物理试题
(考试时间:75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.选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分。
1.在物理学中,常常把某一物理量的变化与发生这段变化所用时间之比叫作这个物理量的变化率,如速度就是物体位置对时间的变化率,即。现在如果把加速度对时间的变化率定义为“加加速度”又名急动度。加加速度在车辆、电梯等日常生活和工程问题中都有重要的实际意义。假设用J表示“急动度”,则以下说法正确的是( )
A. J与加速度的变化量成正比,与时间的变化量成反比
B. 若某运动物体的J是正值,则该物体的速度增大
C. J的方向总是与加速度变化量的方向保持一致
D. 若某运动物体的J增大,则该物体的加速度a增大
【答案】C
【解析】根据急动度定义
A.急动度J是加速度变化量与时间变化量的比值,但和并非独立变量,不能简单认为J 与成正比、与成反比,例如,若和同比例变化,J不变,故A错误;
B. 仅表示加速度在增大,但速度是否增大取决于加速度方向与速度方向是否一致,若加速度方向与速度相反如减速运动,即使,速度仍可能减小,故B错误;
C.急动度方向由的方向决定,因,J方向始终与一致,故C正确;
D.J增大仅表示加速度变化率增大,但加速度a的增减取决于J的正负,例如,若J为负且绝对值增大,a会减小,故D错误。
故选C。
2.甲、乙两辆完全相同的小车均由静止沿同一方向出发做直线运动。以出发时刻为计时零点,甲车的速度-时间图像如图所示,乙车的加速度-时间图像如图所示。则( )
A. 内,甲车的加速度大小逐渐增大 B. 乙车在和时的速度不同
C. 内,甲、乙两车的位移不同 D. 时,甲、乙两车的速度不同
【答案】C
【解析】由题图可知内,甲车做匀加速直线运动,加速度大小不变,故A错误;
B.由题图可知乙车在内的速度变化量等于图像与t轴围成的面积,故时的速度为,同理可知乙车在时的速度为,故B错误;
C.根据题图可知,内甲车的位移为0;根据题图可知,内乙车一直向正方向运动,则内,甲、乙两车的位移不同,故C正确;
D.根据题图可知,时甲车的速度为0,由题图可知,乙车在内速度变化量为0,故时乙车的速度为0,故D错误。
故选C。
3.如图,轮滑训练场沿直线等间距地摆放着若干个定位锥筒,锥筒间距d,某同学穿着轮滑鞋向右匀加速滑行。现测出他从2号锥筒运动到3号锥筒用时t,速度变为原来的3倍。则该同学的加速度为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】该同学由2号锥筒运动到3号锥筒用时t,则该过程的平均速度等于
匀变速直线运动全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,则有
令该同学在2号锥筒时速度为v,根据中间时刻的规律有
解得
则加速度为
解得
故A正确,BCD错误。
故选:A。
4.如图,在水平桌面上放置一斜面体P,两长方体物块a和b叠放在P的斜面上,整个系统处于静止状态.若将a与b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用、和表示,则下列说法正确的是
A. b受4个力 B. a对b的作用力方向竖直向下
C. ,, D. ,,
【答案】B
【解析】b受重力、a给b的压力和摩擦力、P给b的支持力和摩擦力,一共5个力,A错误;b对a的作用力与a的重力等大反向,由牛顿第三定律得,a对b的作用力方向竖直向下,B正确;对a分析,可知,以a、b为系统进行分析,由平衡条件得,以a、b、P为系统进行分析,由平衡条件得,C、D错误.
5.如图甲所示,物体P置于光滑的水平面上,用轻细线跨过质量不计的光滑定滑轮连接一个重力的重物Q,物体P向右运动的加速度为如图乙所示,若细线下端不挂重物,而用的力竖直向下拉细线下端,这时物体P的加速度为,则
A. B.
C. D. 条件不足,无法判断
【答案】A
【解析】题图甲中,对物体P有,对物体Q有,
则,题图乙中,对物体P有,,由知,故选A。
6.“嫦娥奔月”非神话,“破壁飞天”化玉娥。“万户”精魂付火箭,屈原“天问”下长河。2020年7月23日12时41分,文昌航天发射场上,长征五号遥四运载火箭成功将“天问一号”火星探测器顺利送入预定轨道。2020年10月中旬,“天问一号”在距离地球约2940万公里处进行一次深空机动,4个月后探测器将与火星交会。然后通过“刹车”完成火星捕获,完成多次变轨后,择机开展着陆、巡视等任务。已知火星和地球绕太阳公转半径之比为3:2,火星与地球质量之比1:10,半径之比为1:2,自转周期之比近似1:1,则( )
A. 火星与地球绕太阳运动的向心加速度大小之比为9:4
B. 火星与地球表面重力加速度之比2:1
C. 火星与地球第一宇宙速度之比2:1
D. 火星与地球平均密度之比4:5,“天问一号”绕火星与地球最小周期之比
【答案】D
【解析】根据万有引力提供向心力可求解向心加速度的表达式,在星球表面万有引力近似等于重力可求出重力加速度的表达式;由公式解得第一宇宙速度的表达式;由求星球的密度的表达式,进而计算比值。
此题考查了万有引力定律、重力加速度的求解、天体质量的求解,解决本题的关键是根据得到重力加速度的关系。
A.根据万有引力提供向心力可得,得,则,故A错误;
B.由公式,得,则,故B错误;
C.由公式,得,则,故C错误;
D.由公式和,得,代入解得,由公式,得,解得“天问一号”绕火星与地球最小周期之比,故D正确。
故选
7.如图所示,将一可视为质点的小球从倾角为的斜面顶端A点以不同速度水平抛出,第一次落在B点;第二次落在斜面底端C点,已知,则关于两次小球运动情况,下列说法正确的是( )
A. 两次小球在空中的时间之比为
B. 两次小球水平抛出的初速度之比为
C. 两次小球击中斜面时速度与斜面夹角之比为
D. 两次小球击中斜面时速度与斜面夹角之比为
【答案】A
【解析】由题意可知物体做平抛运动,且位移大小之比为,方向相同,由运动的分解可知,竖直高度之比为,由得,运动时间之比为,水平位移之比为,由可得两次小球水平抛出的初速度之比为,B错误,A正确;
由平抛运动中速度偏向角与位移偏向角之间的关系,可知两次小球击中斜面时速度与斜面夹角之比为,CD错误。
8.雨滴落到地面的速度通常仅为几米每秒,这与雨滴下落过程中受到空气阻力有关。若将雨滴看作半径为r的球体,设其竖直落向地面的过程中所受空气阻力,其中v是雨滴的速度,k是比例系数。如图所示的示意图画出了两个半径不同的雨滴在空气中无初速下落的图线,根据题中信息判断下列说法正确的是( )
A. 在时刻,两个雨滴的加速度相同
B. ①对应的雨滴半径比②对应的雨滴半径大
C. ①对应的雨滴半径比②对应的雨滴半径小
D. 当两个雨滴速度大小相同时,①对应的雨滴加速度比②的小
【答案】AB
【解析】A、在时刻,,,对两个雨滴,根据牛顿第二定律有,得,加速度相同,故A正确;
BC、由图可知,两个雨滴最后都做匀速直线运动,由平衡条件有,解得,因①对应的雨滴做匀速直线运动的速度大,则其半径也大,故B正确,C错误;
D、图线的斜率代表加速度,由图可知,当速度大小相同时,①对应的雨滴加速度比②的大,故D错误。
故选:AB。
9.如图1所示,质量为的木板静置于水平面上,有一个可视为质点、质量为的小物块,以的初速度滑上木板的左端。物块和木板的图像如图2所示,小物块始终在木板上,取,结合图像,可求得( )
A. 物块在前2s内的位移为8m B. 木板的最小长度为2m
C. 物块与木板间的动摩擦因数为 D. 木板与水平面之间的动摩擦因数为
【答案】AC
【解析】A.根据图像与坐标轴轴围成的面积表示位移可知,物块在前2s内的位移为:,故A正确;
B.根据图像可知,在内物块与木板发生的相对位移为
可知木板的最小长度为6m,故B错误。
根据图像的斜率表示加速度,可知在内物块的加速度大小为
设物块与木板间的动摩擦因数为,对物块根据牛顿第二定律可得
代入数据解得
根据图像斜率可得在内木板的加速度大小为
对木板根据牛顿第二定律可得
解得木板与水平面之间的动摩擦因数为
故C正确,D错误;
故选:AC。
10.如图甲、乙所示,分别用长度均为1 m的轻质细绳和轻质细杆的一端拴质量均为1 kg的小球A、B,另一端分别固定在O、点,现让A,B两小球分别绕O、点在竖直平面内做圆周运动,小球均可视为质点,不计空气阻力,重力加速度下列说法正确的是( )
A. A球做圆周运动到最高点的最小速度为
B. B球做圆周运动到最高点的最小速度为
C. 某次A,B两球运动到最高点对绳、杆的作用力大小均为2 N,则此时A、B两球经过最高点时的速度大小一定相等
D. A球在最低点和最高点受到绳的拉力差值大小为60 N
【答案】AD
【解析】A球与细绳相连,则恰好能到最高点时有,解得,故A正确;B球与杆相连,则恰好能到最高点的速度大小为0,故B错误;某次A、B两球运动到最高点对绳、杆的作用力大小均为2 N,若都为拉力,则,可知,此时A、B两球经过最高点时的速度大小一定相等;若杆的作用力为支持力,则,此时两球经过最高点的速度大小不相等,故C错误;设A球在最低点受到绳的拉力为,则,最高点受到绳的拉力为,则,A球从最低点到最高点,根据动能定理有,差值大小为,故D正确.
二.实验题:本大题共2小题,共16分。
11.某实验小组用图1所示的装置做探究加速度与力的关系实验。滑块与遮光条的总质量为M。
用游标卡尺测出遮光条的宽度,示数如图2所示,则遮光条宽度 mm;
实验前需要调节气垫导轨使其水平:不悬挂沙桶和动滑轮,开通气源,轻推滑块使其依次通过光电门1、2,观察光电计时器记录的滑块通过两光电门1、2时遮光条的挡光时间、,如果,则应调节气垫导轨底座螺钉,使气垫导轨右端适当调 填“高”或“低”,直至轻推滑块后,滑块通过两光电门的挡光时间相等。若光电门1已损坏,请你想一个调节气垫导轨水平的方法: ;
按图1装置,做好各种调节后进行实验,测出两光电门间的距离L,多次改变沙桶中沙的质量进行实验,记录每次实验中弹簧测力计的示数F及滑块通过两光电门1、2时遮光条的挡光时间、,根据测得的数据,以为纵轴,以为横轴作图像,如果图像是一条过原点的倾斜直线,且图像的斜率为 用M、L、d表示,表明质量一定时,加速度与合外力成正比。
【答案】
低
通气源,调节底座螺钉,直至将滑块轻放在气垫导轨上任一位置均能静止
【解析】游标卡尺的读数为;
如果,说明滑块做加速运动,应使气垫导轨右端适当调低;如果光电门1损坏,可以调节气垫导轨水平的方法是:开通气源,调节底座螺钉,直至将滑块轻放在气垫导轨上任一位置均能静止;
滑块运动的加速度大小,由,得到,即如果图像是一条过原点的倾斜直线,且图像的斜率为,则表明质量一定时,加速度与合外力成正比。
12.某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验,将橡皮条一端固定在A点,另一端系上两根细绳及绳套,用两个弹簧测力计通过细绳套互成角度的拉动橡皮条,将结点拉到O点,如图甲所示。
如果没有操作失误,图乙中是用一个弹簧测力计拉细绳套时,在白纸上根据实验结果画出的图示,则图乙中的F与两力中,方向一定沿AO方向的是 .
本实验采用的科学方法是 .
A.理想实验法
B.等效替代法
C.控制变量法
D.建立物理模型法
在同一对比实验的两次操作中,O点位置 选填“可以”或“不可以”变动.
如图丙,使弹簧测力计b从水平位置开始顺时针缓慢转动至竖直方向,在这个过程中保持O点位置和弹簧测力计a的拉伸方向不变,则在整个过程中关于弹簧测力计a、b的读数变化是 。
A.a增大,b减小
B.a减小,b增大
C.a减小,b先增大后减小
D.a减小,b先减小后增大
【答案】
B
不可以
D
【解析】解:是通过作图的方法得到合力的理论值,而是通过一个弹簧称沿AO方向拉橡皮条,使橡皮条伸长到O点,使得一个弹簧秤的拉力与两个弹簧秤的拉力效果相同,测量出的合力。故方向一定沿AO方向的是,由于误差的存在F和方向并不重合;
合力与分力是等效替代的关系,所以本实验采用的等效替代法,故B正确,ACD错误。
故选:B。
在同一对比实验的两次操作中,作用效果要相同,所以O点位置不可以变动。
对点O受力分析,受到两个弹簧的拉力和橡皮条的拉力,如图,其中橡皮条长度不变,其拉力大小不变,oa弹簧拉力方向不变,ob弹簧拉力方向和大小都改变
根据平行四边形定则可以看出b的读数先变小后变大,a的读数不断变小,故ABC错误,D正确。
故选:D。
故答案为: 不可以
三.计算题:本题共3小题,共44分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13.如图1所示,有一质量的物件在电机的牵引下从地面竖直向上经加速、匀速、匀减速至指定位置。当加速运动到总位移的时开始计时,测得电机的牵引力随时间变化的图线如图2所示,末速度减为0时恰好到达指定位置。若不计绳索的质量和空气阻力,求物件:
做匀减速运动的加速度大小和方向;
匀速运动的速度大小;
总位移的大小。
【答案】根据题意,由题图2可知,物件在内做匀速运动,内做减速运动。
根据牛顿第二定律,做匀减速运动时有,
得,方向竖直向下。
匀速运动的速度即为减速运动过程的初速度,由运动学公式得
。
匀速上升的位移,
匀减速上升的位移,
加速上升的位移为总位移的,则,故总位移。
14.如图所示,倾斜传送带以的速度逆时针匀速转动,传送带AO两端距离,其与水平方向夹角,传送带下端A距地面高度。将质量的小物块无初速轻放在传送带上端O点,小物块运动到下端离开传送带。物块与传送带的动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。不计空气阻力,取,重力加速度大小。求:
物块从A端离开传送带时的速度,及传送带对物块所做的功;
物块落地时速度方向与水平方向的夹角,及落点距A的水平距离。
【答案】解:释放后,对物块有:
代入数据解得
假设下滑后与传送带共速:
解得
共速后对物块:
代入数据得
下滑到A端:2a2
解得
从释放到A,对物块:
代入数据解得,
即传送带对物块做1J的负功
物块从A端到落地,在竖直方向有:
代入数据解得
落地时:
待求夹角有
则
下落时间
水平距离
15.如图所示,质量的滑块B静止放置于光滑平台上,B的左端固定一轻质弹簧。平台右侧有一质量的小车C,其上表面与平台等高,小车与水平面间的摩擦不计。光滑圆弧轨道半径,连线PO与竖直方向夹角为,另一与B完全相同的滑块A从P点由静止开始沿圆弧下滑。A滑至平台上挤压弹簧,弹簧恢复原长后滑块B离开平台滑上小车C且恰好未滑落,滑块B与小车C之间的动摩擦因数,g取,A、B可视为质点,求:
滑块A刚到平台上的速度大小;
该过程中弹簧弹性势能的最大值;
小车C的长度。
【答案】解:滑块A自P点滑至平台过程中,由动能定理有
解得,滑块A刚到平台上的速度大小为
当A、B速度大小相等时弹簧弹性势能最大,由动量守恒定律有
由能量守恒定律有
代入数据联立解得,该过程中弹簧弹性势能的最大值为
弹簧恢复原长时B与A分离,设分离时A的速度为,B的速度为,由动量守恒和机械能守恒有
解得,
B恰好未从小车C上滑落,即B到小车C右端时二者速度相同,由动量守恒有
解得,B到小车C右端时二者相同的速度为
由能量守恒有
又
可得,小车C的长度为
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