内容正文:
高一年级10月份供题训练
物理
本试卷共8页,15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1、答题前,先将自己的姓名、考号等填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2、选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3、非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4、考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、单项选择题: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,只有一项是符合题目要求的。
1. 十一期间,一名游客准备从广州博物馆途经荔枝湾景区去人民公园,17:12利用某款导航软件搜索得到四种方案,如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 17:12指的是时间间隔
B. 四种方案的路程不同,位移相同
C. 研究哪种方案用时最短,汽车不可以视为质点
D. 以地面为参考系,乘坐汽车的游客是静止的
2. 2026年9月17日8时32分,我国在海南商业航天发射场使用长征十二号运载火箭,成功将第25组低轨互联网卫星发射升空。在火箭加速升空的过程中,其携带的系统记录了一系列数据。下列相关数据对应的物理量中,全部为矢量的是( )
A. 加速度、路程 B. 速度的变化量、速率
C. 时间、瞬时速度 D. 平均速度、加速度
3. 甲物体的重力是乙物体重力的2倍,它们从同一高度处同时开始自由下落到同一水平面上,不计空气阻力,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 甲下落的加速度是乙的2倍
B. 乙下落所用时间是甲的2倍
C. 甲和乙落地时的速度相同
D. 下落过程中甲的平均速度是乙的2倍
4. 以下关于重力和弹力的说法正确的是( )
A. 如图甲所示,打到球网上的足球受到弹力是因为球网发生了形变
B. 如图乙所示,钢管受到地面的支持力,该力是由于钢管的形变产生的
C. 如图丙所示,滑雪运动员在完成空中动作的过程中,重心位置一定不变
D. 如图丁所示,小球A被竖直、倾斜的两段轻绳悬挂而静止,小球A受到两个弹力的作用
5. 用数字计时器能更精确地测量物体的瞬时速度。某次实验中遮光条的宽度为8.64mm,滑块在牵引力作用下沿气垫导轨先、后通过间距为的两个光电门,配套的数字计时器记录了遮光条通过光电门1的时间,通过光电门2的时间,已知滑块在两光电门间做匀变速直线运动,则下列说法正确的是( )
A. 遮光条通过光电门1的速度大小为0.240m/s
B. 遮光条通过光电门2的速度大小为0.120m/s
C. 滑块在两光电门间的平均速度大小为0.16m/s
D. 滑块在两光电门间的加速度大小为
6. 一物体做直线运动,其图像如图所示,对该物体,下列说法正确的是( )
A. 0~8s内的位移与2~4s内的位移相等
B. 4~5s内的加速度与5~6s内的加速度方向相反
C. 6~8s内的速度与加速度方向相同
D. 4s末、8s末物体所处的位置相同
7. 汽车尾气排放对大气造成的污染一直广为诟病,交通运输方面的节能减排由此受到各地关注。为了节能减排,减少停车,降低能耗,一辆公交车在距离十字路口50m的车站停留,乘客上下完后,司机发现路口红绿灯还有10s转为绿灯,司机启动公交车,假设该路口允许的最大速度为10m/s,要使公交车尽快通过十字路口且不违章,则公交车启动后的运动图像可能是( )
A. B.
C. D.
二、多项选择题: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. 玻璃滑道中,一漂流艇(可视为质点)沿玻璃直滑道下滑,在时间内通过的位移为,它在中间位置处的瞬时速度为,在中间时刻时的速度为,则下列关于和大小关系的说法正确的是( )
A. 当漂流艇做匀加速直线运动时,
B. 当漂流艇做匀加速直线运动时,
C. 当漂流艇做匀减速直线运动时,
D. 当漂流艇做匀速直线运动时,
9. 某人骑电动车,在距离十字路口停止线6m处看到信号灯变红,立即刹车,做匀减速直线运动,电动车刚好在停止线处停下。已知电动车在减速过程中,第1s内的位移是最后1s内位移的5倍,忽略反应时间。下列关于电动车的刹车过程,说法正确的是( )
A. 刹车时间为2s
B. 刹车的加速度大小为
C. 刹车最后1s内的位移大小为
D. 在减速过程中第2s内的平均速度大小为
10. 一质点沿轴正方向做直线运动,通过坐标原点时开始计时,其-图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 质点做匀速直线运动,速度为0.5m/s
B. 质点做匀加速直线运动,加速度为1m/s2
C. 质点在1s末的速度为1m/s
D. 质点在第1s内的平均速度为1m/s
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某同学用如图甲所示的装置探究小车速度随时间变化的规律。实验所用学生电源的频率为50Hz,打出的一条纸带如图乙所示,0、1、2、3、4为在纸带上所选的计数点,相邻计数点间还有四个点未画出。
(1)关于打点计时器的使用,下列说法正确的是____________(填正确答案标号)。
A. 电磁打点计时器使用的是220V的交流电源
B. 在实验时,先让小车运动,后接通打点计时器的电源
C. 使用的交流电源电压越高,打点的时间间隔就越短
D. 纸带上计时点排列越密,说明小车此过程的平均速度越小
(2)打点计时器打下点3时小车的速度大小为____________m/s;小车的加速度大小为____________m/s2.(结果均保留两位有效数字)
(3)该同学按课本“练习与应用”中提到的方法,将图乙中的4段纸带剪开贴到坐标纸上,发现这些纸带的左上顶点在一条倾斜直线上,如图丙所示,说明此物体做____________运动。测出图中直线与x轴的夹角,算出直线斜率为,纸带宽为,所用交流电的频率为,则加速度的表达式为____________(用、、表达)。
12. 一个实验小组做“探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系”的实验。
(1)甲同学采用如图甲所示装置,质量不计的弹簧下端挂一个小盘,在小盘中增添砝码,改变弹簧的弹力,实验中作出小盘中砝码的重力与弹簧伸长量的图像如图乙所示。(重力加速度)
①利用图乙中图像,可求得该弹簧的劲度系数为__________________N/m。
②利用图乙中图像,可求得小盘的质量为__________________kg,小盘的质量会导致弹簧劲度系数的测量结果与真实值相比__________________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
(2)为了制作一个弹簧测力计,乙同学选了A、B两根规格不同的弹簧进行测试,当拉力为时,弹簧伸长量为,根据测得的数据绘出如图丙所示的图像,为了制作一个精确度较高的弹簧测力计,应选弹簧__________________(填“A”或“B”)。
13. 有两本完全相同的书A、B,每本书重均为5N。若将两本书等分成两等份后,交叉地叠放在一起置于光滑桌面上,如图所示。将书A固定不动,用水平向右的力F缓慢把书B抽出。任意两张纸之间的动摩擦因数相等。
(1)若将每本书分成2份,求从上往下数第三个接触面的压力大小;
(2)若将每本书分成2份,且,则纸张间的动摩擦因数。
14. 如图所示,小明同学从家里到学校去,路上搭乘公共汽车。公共汽车司机从A点开始刹车,做初速度、加速度大小的匀减速直线运动,到公交车站C点时速度恰好减为零。在司机开始刹车的同时,小明从B点开始做初速度为零、加速度为的匀加速直线运动,达到最大速度后再做匀速运动,最后做匀减速直线运动,小明与公共汽车同时到达C点,此时小明的速度恰好为零。已知小明加速过程的加速度是减速过程加速度的2倍,B、C两点间的距离为,公共汽车可以看成质点。求:
(1)公共汽车从A点运动到C点的时间;
(2)小明赶上公共汽车的过程中的最大速度;
(3)假设小明减速过程的加速度大小可增大至,而加速阶段加速度和最大速度均不变,求小明比公共汽车早到C点的时间。
15. 如图所示,长为的空心圆柱形金属管沿竖直方向,金属管的下侧的点有一可视为质点的小球,小球到金属管下端的距离为,小球距离地面足够高。假设在下列运动过程中小球和金属管不会发生碰撞,忽略空气阻力,重力加速度。求:
(1)若小球不动,金属管由静止释放,小球通过金属管的时间;
(2)若金属管不动,小球以初速度竖直向上抛出,小球向上通过金属管的时间;
(3)若金属管自由释放的同时,小球以初速度竖直向上抛出,欲使小球在下落过程中(回到抛出点前)与金属管的下端相遇,则需满足的条件。
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高一年级10月份供题训练
物理
本试卷共8页,15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1、答题前,先将自己的姓名、考号等填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2、选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3、非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4、考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、单项选择题: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,只有一项是符合题目要求的。
1. 十一期间,一名游客准备从广州博物馆途经荔枝湾景区去人民公园,17:12利用某款导航软件搜索得到四种方案,如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 17:12指的是时间间隔
B. 四种方案的路程不同,位移相同
C. 研究哪种方案用时最短,汽车不可以视为质点
D. 以地面为参考系,乘坐汽车的游客是静止的
【答案】B
【解析】
【详解】A.17:12指的是一瞬间,是时刻,故A错误;
B.位移是从起点指向终点的有向线段,由于起点和终点是确定的,所以无论选择哪条路线,路程不同,但位移都是相同的,故B正确;
C.研究哪种方案用时最短,汽车的大小、形状等都可以忽略不计,可以将行驶中的汽车视为质点,故C错误;
D.以地面为参考系,乘坐汽车的游客是运动的,故D错误。
故选B。
2. 2026年9月17日8时32分,我国在海南商业航天发射场使用长征十二号运载火箭,成功将第25组低轨互联网卫星发射升空。在火箭加速升空的过程中,其携带的系统记录了一系列数据。下列相关数据对应的物理量中,全部为矢量的是( )
A. 加速度、路程 B. 速度的变化量、速率
C. 时间、瞬时速度 D. 平均速度、加速度
【答案】D
【解析】
【详解】A.路程只有大小没有方向,是标量,A项不符合题意;
B.速率是瞬时速度的大小,只有大小没有方向,是标量,B项不符合题意;
C.时间只有大小没有方向,是标量,C项不符合题意;
D.平均速度和加速度都是矢量,D项符合题意。
故选D。
3. 甲物体的重力是乙物体重力的2倍,它们从同一高度处同时开始自由下落到同一水平面上,不计空气阻力,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 甲下落的加速度是乙的2倍
B. 乙下落所用时间是甲的2倍
C. 甲和乙落地时的速度相同
D. 下落过程中甲的平均速度是乙的2倍
【答案】C
【解析】
【详解】AB.自由落体运动的加速度与物体质量、重力大小无关,由公式
解得下落时间
由于两物体下落高度相同,重力加速度为常量,因此下落时间相等,二者同时落地,故AB错误;
CD.根据可知甲和乙落地时的速度相同,下落过程的平均速度也相同,故C正确,D错误。
故选C。
4. 以下关于重力和弹力的说法正确的是( )
A. 如图甲所示,打到球网上的足球受到弹力是因为球网发生了形变
B. 如图乙所示,钢管受到地面的支持力,该力是由于钢管的形变产生的
C. 如图丙所示,滑雪运动员在完成空中动作的过程中,重心位置一定不变
D. 如图丁所示,小球A被竖直、倾斜的两段轻绳悬挂而静止,小球A受到两个弹力的作用
【答案】A
【解析】
【详解】A.足球与球网相互作用的过程中受到球网施加的弹力作用,是因为球网发生了形变,故A正确;
B.钢管受到垂直地面向上的支持力,施力物体是地面,该力是由于地面发生弹性形变要恢复原状而产生的,故B错误;
C.滑雪运动员在完成空中动作时,身体姿态发生变化,重心位置可能会发生变化,故C错误;
D.对小球A进行受力分析,小球A一定受重力和竖直轻绳的拉力,如果倾斜轻绳有拉力,小球A在水平方向上受力不平衡,无法保持静止,因此倾斜轻绳没有拉力,小球A只受到一个弹力的作用,故D错误。
故选A。
5. 用数字计时器能更精确地测量物体的瞬时速度。某次实验中遮光条的宽度为8.64mm,滑块在牵引力作用下沿气垫导轨先、后通过间距为的两个光电门,配套的数字计时器记录了遮光条通过光电门1的时间,通过光电门2的时间,已知滑块在两光电门间做匀变速直线运动,则下列说法正确的是( )
A. 遮光条通过光电门1的速度大小为0.240m/s
B. 遮光条通过光电门2的速度大小为0.120m/s
C. 滑块在两光电门间的平均速度大小为0.16m/s
D. 滑块在两光电门间的加速度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.遮光条通过光电门1的速度大小,故A错误;
B.同理遮光条通过光电门2的速度大小,故B错误;
C.滑块做匀变速直线运动,根据平均速度法可得,故C错误;
D.根据速度位移公式可得,故D正确。
故选D。
6. 一物体做直线运动,其图像如图所示,对该物体,下列说法正确的是( )
A. 0~8s内的位移与2~4s内的位移相等
B. 4~5s内的加速度与5~6s内的加速度方向相反
C. 6~8s内的速度与加速度方向相同
D. 4s末、8s末物体所处的位置相同
【答案】A
【解析】
【详解】AD.图像与轴围成的面积的代数和表示位移,面积大小对应位移大小,面积在轴上下方分别对应正负位移,由图可知0~2s内的位移与6~8s内的位移大小相同,方向相反,4~6s内的位移为0,故0~8s内的位移与2~4s内的位移相等,则4s末到8s末的位移等于6~8s的位移,不为零,因此4s末与8s末物体所处位置不同,故A正确,D错误;
B.4~6s内,图像的斜率没有变,物体的加速度没有变化,则4~5s内的加速度与5~6s内的加速度方向相同,故B错误;
C.6~8s内物体做减速运动,速度与加速度方向相反,故C错误。
故选A。
7. 汽车尾气排放对大气造成的污染一直广为诟病,交通运输方面的节能减排由此受到各地关注。为了节能减排,减少停车,降低能耗,一辆公交车在距离十字路口50m的车站停留,乘客上下完后,司机发现路口红绿灯还有10s转为绿灯,司机启动公交车,假设该路口允许的最大速度为10m/s,要使公交车尽快通过十字路口且不违章,则公交车启动后的运动图像可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】公交车距路口50m,红灯剩余10s,为保证不闯红灯,前10s内的位移应满足
又因为公交车要尽快通过路口,理想情况是在时恰好到达路口,即
且运动过程中应始终满足,在图像中,图线与时间轴围成的面积表示公交车的位移。
A.图线位于从原点到、对应匀加速直线的下方,因此前10s内的位移满足,公交车在绿灯亮起时还未到达路口,不能实现尽快通过,故A错误;
B.图线位于对应匀加速直线的上方,因此前10s内的位移满足,公交车会在绿灯亮起前到达并通过路口,属于闯红灯,故B错误;
C.图线所对应的速度始终不超过10m/s,且前10s内图线下方的面积可能恰好为50m,公交车能够在绿灯亮起时到达路口,并继续加速至最大允许速度,故C正确;
D.图线公交车在后速度超过10m/s,违反道路限速要求,故D错误。
故选C。
二、多项选择题: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. 玻璃滑道中,一漂流艇(可视为质点)沿玻璃直滑道下滑,在时间内通过的位移为,它在中间位置处的瞬时速度为,在中间时刻时的速度为,则下列关于和大小关系的说法正确的是( )
A. 当漂流艇做匀加速直线运动时,
B. 当漂流艇做匀加速直线运动时,
C. 当漂流艇做匀减速直线运动时,
D. 当漂流艇做匀速直线运动时,
【答案】ACD
【解析】
【详解】漂流艇做匀变速直线运动,设通过位移过程的初速度为,末速度为,加速度为,则根据匀变速直线运动速度与位移的关系式有,,解得,又因为中间时刻瞬时速度等于该段过程的平均速度,则有,由于,由此可知,不管是匀加速直线运动,还是匀减速直线运动,始终满足,当漂流艇做匀速直线运动时,漂流艇的速度保持不变,有,故A、C、D项正确,B项错误。
故选ACD。
9. 某人骑电动车,在距离十字路口停止线6m处看到信号灯变红,立即刹车,做匀减速直线运动,电动车刚好在停止线处停下。已知电动车在减速过程中,第1s内的位移是最后1s内位移的5倍,忽略反应时间。下列关于电动车的刹车过程,说法正确的是( )
A. 刹车时间为2s
B. 刹车的加速度大小为
C. 刹车最后1s内的位移大小为
D. 在减速过程中第2s内的平均速度大小为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.设刹车时间为,刹车加速度大小为,根据逆向思维,刹车最后1s内的位移为
刹车第1s内的位移为
其中
解得,故A错误;
B.根据逆向思维,刹车的总位移为
代入、,解得,故B正确;
C.刹车最后1s内的位移为,故C正确;
D.刹车第2s内的位移为
则刹车第2s内的平均速度大小为,故D错误。
故选BC。
10. 一质点沿轴正方向做直线运动,通过坐标原点时开始计时,其-图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 质点做匀速直线运动,速度为0.5m/s
B. 质点做匀加速直线运动,加速度为1m/s2
C. 质点在1s末的速度为1m/s
D. 质点在第1s内的平均速度为1m/s
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.由图像和数学知识可得
整理得
故质点做匀加速直线运动,根据
可得
则质点的加速度为,初速度为,故A错误,B正确;
C.质点在1s末的速度为,故C错误;
D.质点在第1s内的平均速度,故D正确。
故选BD。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某同学用如图甲所示的装置探究小车速度随时间变化的规律。实验所用学生电源的频率为50Hz,打出的一条纸带如图乙所示,0、1、2、3、4为在纸带上所选的计数点,相邻计数点间还有四个点未画出。
(1)关于打点计时器的使用,下列说法正确的是____________(填正确答案标号)。
A. 电磁打点计时器使用的是220V的交流电源
B. 在实验时,先让小车运动,后接通打点计时器的电源
C. 使用的交流电源电压越高,打点的时间间隔就越短
D. 纸带上计时点排列越密,说明小车此过程的平均速度越小
(2)打点计时器打下点3时小车的速度大小为____________m/s;小车的加速度大小为____________m/s2.(结果均保留两位有效数字)
(3)该同学按课本“练习与应用”中提到的方法,将图乙中的4段纸带剪开贴到坐标纸上,发现这些纸带的左上顶点在一条倾斜直线上,如图丙所示,说明此物体做____________运动。测出图中直线与x轴的夹角,算出直线斜率为,纸带宽为,所用交流电的频率为,则加速度的表达式为____________(用、、表达)。
【答案】(1)D (2) ①. 0.61 ②. 1.2
(3) ①. 匀加速直线 ②.
【解析】
【小问1详解】
A.电磁打点计时器使用低压交流电源,工作电压约为,不是,故A错误;
B.实验时应先接通打点计时器电源,待打点稳定后再释放小车,故B错误;
C.打点时间间隔由交流电源的频率决定,与电压高低无关,故C错误;
D.纸带上计时点排列越密,说明相同时间间隔内位移越小,小车此过程的平均速度越小,故D正确。
故选D。
【小问2详解】
[1]相邻计数点间还有四个点未画出,相邻计数点间的时间间隔为
打点计时器打下点3时小车的速度等于点2到点4间的平均速度,有
代入数据解得
[2]根据逐差法有
代入数据解得
【小问3详解】
[1]纸带左上顶点在一条倾斜直线上,说明相邻相等时间间隔内的位移均匀增加,即物体做匀加速直线运动。
[2]由图可知,直线斜率,而相邻两段纸带的长度差
所以
又,代入解得
12. 一个实验小组做“探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系”的实验。
(1)甲同学采用如图甲所示装置,质量不计的弹簧下端挂一个小盘,在小盘中增添砝码,改变弹簧的弹力,实验中作出小盘中砝码的重力与弹簧伸长量的图像如图乙所示。(重力加速度)
①利用图乙中图像,可求得该弹簧的劲度系数为__________________N/m。
②利用图乙中图像,可求得小盘的质量为__________________kg,小盘的质量会导致弹簧劲度系数的测量结果与真实值相比__________________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
(2)为了制作一个弹簧测力计,乙同学选了A、B两根规格不同的弹簧进行测试,当拉力为时,弹簧伸长量为,根据测得的数据绘出如图丙所示的图像,为了制作一个精确度较高的弹簧测力计,应选弹簧__________________(填“A”或“B”)。
【答案】(1) ①. 200 ②. 0.1 ③. 相等
(2)A
【解析】
【小问1详解】
①[1]设小盘的质量为,根据胡克定律及平衡条件得
整理得
该弹簧的劲度系数为
结合图乙可得
②[2]由图乙可知,当时,弹簧的伸长量为,则有
解得小盘的质量
[3]根据
可知,应用图像法处理实验数据,小盘的质量只会让图线平移,不会改变图线的斜率,图像的斜率仍表示弹簧的劲度系数,故小盘的质量不会影响弹簧劲度系数的测量结果,故弹簧劲度系数的测量结果与真实值相比相等。
【小问2详解】
在弹性限度内,弹簧拉力与弹簧伸长量成正比,劲度系数
在相同拉力作用下,弹簧A的伸长大,则弹簧A较灵敏,弹簧劲度系数小,故为了制作一个精确度较高的弹簧测力计,应选弹簧A。
13. 有两本完全相同的书A、B,每本书重均为5N。若将两本书等分成两等份后,交叉地叠放在一起置于光滑桌面上,如图所示。将书A固定不动,用水平向右的力F缓慢把书B抽出。任意两张纸之间的动摩擦因数相等。
(1)若将每本书分成2份,求从上往下数第三个接触面的压力大小;
(2)若将每本书分成2份,且,则纸张间的动摩擦因数。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
若将每本书分成2份,第三个接触面压力大小
【小问2详解】
将书分成2份,用水平向右的力F把书B抽出时,拉力,则B书受到向左的摩擦力有3个,
如图
可知,,
由力的平衡条件可得
联立解得
14. 如图所示,小明同学从家里到学校去,路上搭乘公共汽车。公共汽车司机从A点开始刹车,做初速度、加速度大小的匀减速直线运动,到公交车站C点时速度恰好减为零。在司机开始刹车的同时,小明从B点开始做初速度为零、加速度为的匀加速直线运动,达到最大速度后再做匀速运动,最后做匀减速直线运动,小明与公共汽车同时到达C点,此时小明的速度恰好为零。已知小明加速过程的加速度是减速过程加速度的2倍,B、C两点间的距离为,公共汽车可以看成质点。求:
(1)公共汽车从A点运动到C点的时间;
(2)小明赶上公共汽车的过程中的最大速度;
(3)假设小明减速过程的加速度大小可增大至,而加速阶段加速度和最大速度均不变,求小明比公共汽车早到C点的时间。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
公共汽车做匀减速直线运动,则
解得
【小问2详解】
设小明加速时间为,减速时间为,减速过程的加速度大小为
小明加速过程有,
小明减速过程有,
其中
设小明匀速运动的时间为,则
又
联立解得
【小问3详解】
根据运动学公式
可得加速时间
减速阶段运动时间
加速和减速阶段运动的总位移为
匀速阶段
解得
则
15. 如图所示,长为的空心圆柱形金属管沿竖直方向,金属管的下侧的点有一可视为质点的小球,小球到金属管下端的距离为,小球距离地面足够高。假设在下列运动过程中小球和金属管不会发生碰撞,忽略空气阻力,重力加速度。求:
(1)若小球不动,金属管由静止释放,小球通过金属管的时间;
(2)若金属管不动,小球以初速度竖直向上抛出,小球向上通过金属管的时间;
(3)若金属管自由释放的同时,小球以初速度竖直向上抛出,欲使小球在下落过程中(回到抛出点前)与金属管的下端相遇,则需满足的条件。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设从静止释放到金属管B端到达C点,用时,根据
从静止释放到金属管A端到达C点,用时,根据
解得,
则小球通过金属管的时间
【小问2详解】
设小球到达B端时速度为,根据运动学公式可得
小球到达A端时速度为,根据运动学公式可得
解得,
则小球从B端运动至A端过程中,平均速度
根据
可得
【小问3详解】
规定向下为正方向,设从释放到相遇用时,则
金属管的位移
小球的位移
相对运动位移
小球与金属管下端相遇时,小球的速度
解得
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