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福州八中2024-2025學(xué)年第二學(xué)期期中考試
高一物理試卷
本試卷共3頁,滿分100分,考試用時(shí)75分鐘。
一、單選題:本大題共8小題,共32分。
1.前階段天冷干燥,八中的一些同學(xué)在脫外衣時(shí)再去摸金屬把手,經(jīng)常會(huì)被電一下,關(guān)于該過程的說法正
確的是()
A.脫掉外衣時(shí),由于摩擦而創(chuàng)造了電荷,使外衣和身體各自帶上了電
B.脫掉外衣后,手靠近金屬門把手時(shí),會(huì)使門把手靠近手的一端與手帶異種電荷
脫掉外衣后,外衣所帶的電荷量可能為5.6xIO-19c
D.脫掉外衣時(shí),電荷由于摩擦發(fā)生了轉(zhuǎn)移,使外衣所帶電荷量比身體多
【答案】B
【解析】電荷既不會(huì)創(chuàng)生,也不會(huì)消滅,它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移
到另一部分,在轉(zhuǎn)移過程中,電荷的總量保持不變,脫掉外衣時(shí),電荷由于摩擦發(fā)生了轉(zhuǎn)移,使外衣和身
體各自帶等量、異號(hào)的電荷,4、。錯(cuò)誤;
所有帶電體的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍,又e=1.6x10T9c,。錯(cuò)誤;
當(dāng)手靠近門把手時(shí),由于電荷間相互吸引或排斥,門把手中的自由電荷便會(huì)趨向或遠(yuǎn)離手,使門把手靠近
手的一端帶異種電荷,3正確。
2.如圖,噴泉噴出的水可簡(jiǎn)化成我們熟悉的一種物理運(yùn)動(dòng),不計(jì)空氣阻力,則下列說法正確的是()
A.水在最高點(diǎn)時(shí)的速度為。
B.水在向上運(yùn)動(dòng)過程與在向下運(yùn)動(dòng)過程經(jīng)過同一高度時(shí)的速
度大小相等
C.水做的是變加速曲線運(yùn)動(dòng)
D.水在運(yùn)動(dòng)過程中受到的合力方向總與其速度方向垂直
【答案】B
【解析】4地面成一定角度的噴泉噴出的水做斜拋運(yùn)動(dòng),則最高點(diǎn)具有水平速度,選項(xiàng)/錯(cuò)誤;
區(qū)根據(jù)拋體運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性,水在向上運(yùn)動(dòng)過程與在向下運(yùn)動(dòng)過程經(jīng)過同一高度時(shí)的速度大小一定相等,方向
不同,8正確;
C地面成一定角度的噴泉噴出的水做斜拋運(yùn)動(dòng),不計(jì)空氣阻力,則只受重力,加速度為重力加速度,則做
勻變速曲線運(yùn)動(dòng),C錯(cuò)誤;
D水在運(yùn)動(dòng)過程中受到的合力是重力,只有最高點(diǎn)時(shí)合力方向總與其速度方向垂直,其余合力方向與速度
方向不垂直,。錯(cuò)誤。故選3。
3.如圖所示,穿在豎直桿上的物塊力與放在水平桌面上的物塊B用跨過光滑定滑輪的不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩相連,。
為定滑輪,物塊力由4圖示水平位置以4m/s勻速下滑,當(dāng)繩與水平方向的夾角。為30。時(shí)()
A
A.vB=4m/sB.vB=8m/s
C.該過程中物塊B做勻速運(yùn)動(dòng)D.該過程中物塊B做加速運(yùn)動(dòng)
【答案】D
【解析】物塊力沿豎直桿的運(yùn)動(dòng)方向是物塊A的合速度方向,將合速度沿著繩子與垂直繩子兩個(gè)方向分解,
繩子方向的速度等于物塊B的速度,如圖所示
由圖可得力sin。=vB,
0=30°時(shí),vB=2m/s,
。增大,sin。增大,%增大,8做加速運(yùn)動(dòng),45C錯(cuò)誤,。正確。
4.如圖是福州晉安湖摩天輪,已知摩天輪懸掛的座艙在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).座艙的質(zhì)量為小,運(yùn)動(dòng)
的半徑為R,角速度大小為必重力加速度為g,則座艙()
A.運(yùn)動(dòng)周期為史
0)
B.線速度的大小為
C.受摩天輪作用力的大小始終為H132R
D.運(yùn)動(dòng)至圓心等高處時(shí),受摩天輪作用力大于mg
【答案】D
【解析】/、根據(jù)角速度和周期的關(guān)系可知,周期7=3,故/錯(cuò)誤;
0)
B、根據(jù)線速度與角速度的關(guān)系可得,線速度大小u=3/?,故3錯(cuò)誤;
C、座艙做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其向心力由重力mg和摩天輪對(duì)座艙的作用力F的合力提供,根據(jù)牛頓第二定律
尸合=mco2R,這里F合是合力并非摩天輪對(duì)座艙的作用力,故C錯(cuò)誤;
當(dāng)座艙運(yùn)動(dòng)至與圓心等高位置時(shí),向心力由摩天輪對(duì)座艙的作用力F的水平分力提供,豎直方向上摩天
輪對(duì)座艙的作用力F的豎直分力與重力mg平衡,即F經(jīng)=mg。根據(jù)力的合成,此時(shí)摩天輪對(duì)座艙的作用力
F-/F?水平+FJ/F?水平+(mg)2,顯然尸>mg,所以。選項(xiàng)正確。
5.如圖所示,在向右勻速行駛的火車窗口,釋放一物體,由站在地面上的人來看,該物體的運(yùn)動(dòng)軌跡是()
A.aB.bC.cD.d
【答案】D
【詳解】物體釋放后相對(duì)人有向右的初速度,僅受重力作用,所以小球做平拋運(yùn)動(dòng),初速度方向向右,可
知該物體的運(yùn)動(dòng)軌跡是d。故選D。
6.如圖所示,質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電小球A用絕緣細(xì)線懸掛于。點(diǎn),帶有電荷量也為q的小球B固定
在0點(diǎn)正下方絕緣柱上。其中0點(diǎn)與小球A的間距為L(zhǎng),0點(diǎn)與小球B的間距為他L,當(dāng)小球A平衡時(shí),懸
線與豎直方向夾角。=30°。帶電小球A、B均可視為點(diǎn)電荷,靜電力常量為k。貝!!()
A.A、B間庫侖力大小F=M
B.A、B間庫侖力大小FUM1
3
C.細(xì)線拉力大小FT=^£2
D.細(xì)線拉力大小FT=43mg
【答案】B
[帶電小球A受力如圖所示,0C=*-L,即C點(diǎn)為OB中點(diǎn),根據(jù)對(duì)稱性AB=L。由庫侖定律知A、B間庫侖
2
力大小F=整,細(xì)線拉力F1=F=整,選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤;根據(jù)平衡條件得Fcos300=
4g,得F=U3I叫,繩子拉力FL"3哩,選項(xiàng)B正確,D錯(cuò)誤。]
233
7.中國(guó)作為全球新能源汽車產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)頭羊,不僅在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)取得了顯著成就,也在國(guó)際
舞臺(tái)上發(fā)揮著越來越重要的作用,純電動(dòng)汽車以電池模組和電動(dòng)機(jī)為主要?jiǎng)恿ρb置,有
節(jié)能減排、低噪音、高效率等優(yōu)點(diǎn),是未來汽車產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展方向。已知某一新能源汽車由靜止出發(fā)做
勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度大小為的,當(dāng)速度為孫時(shí)達(dá)到額定功率。達(dá)到額定功率后,汽車保持額定功率做
變加速直線運(yùn)動(dòng),最后以速度3為勻速運(yùn)動(dòng)。假設(shè)汽車所受阻力恒定,則當(dāng)汽車速度為2%時(shí)汽車的加速度
大小為()
A號(hào)B.與C.?D.學(xué)
【答案】C
【解析】設(shè)汽車的質(zhì)量為小,勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)牽引力大小為Fi,則%-/=爪。0,P=%%=fx3%;
速度為2%時(shí)牽引力大小為尸2,F(xiàn)2—f=ma,P-F2~x2v0
聯(lián)立解得。=墨故C正確,/皿錯(cuò)誤。
故選C。
8.據(jù)報(bào)道,因“星際客機(jī)”飛船故障在國(guó)際空間站滯留超9個(gè)月的美國(guó)宇航員威爾莫爾和威廉姆斯已于3
月18日搭乘SpaceX飛船返回地球。若該空間站的核心艙的運(yùn)行軌道距地面高度伏約為400km),地球的半
徑為R,地球表面的重力加速度為g,引力常量為G,忽略地球自轉(zhuǎn)的影響,下列說法正確的是()
A.地球的質(zhì)量可表示為必誓
B.地球的平均密度可表示為鼻
3TIGR
C.核心艙的運(yùn)行速度大小介于7.9后n/s和11.2/crn/s之間
D.核心艙的運(yùn)行速度大小可表示為、廄
【答案】。[萬有引力公式應(yīng)用]區(qū)分度:0.5
【解析】4設(shè)地球的質(zhì)量為M,不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響,地面上質(zhì)量為m的物體所受的重力等于地球?qū)ξ矬w
的引力,即G箸=ag,解得:M=陪,故N錯(cuò)誤;
R地球的平均密度為p=端!=焉,故8錯(cuò)誤;
C第一宇宙速度為最大的環(huán)繞速度,核心艙的運(yùn)行速度小于第一宇宙速度,即小于7.9Mn/s,故。錯(cuò)誤;
D核心艙所受萬有引力提供向心力有:=焉,結(jié)合M=4,解得v=唐,故。正確。
二、多選題:本大題共4小題,共16分。
9.陶瓷是中華瑰寶,是中華文明的重要名片。在陶瓷制作過程中有一道工序叫利坯,如圖(a)所示,將陶
瓷粗坯固定在繞豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)的水平轉(zhuǎn)臺(tái)上,用刀旋削,使坯體厚度適當(dāng),表里光潔。對(duì)應(yīng)的簡(jiǎn)化模型如圖
(b)所示,粗坯的對(duì)稱軸與轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)軸。0'重合。當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)速恒定時(shí),關(guān)于粗坯上尸、。兩質(zhì)點(diǎn),下列說法
正確的是()
圖(a)圖(b)
A.P的角速度大小比。的大B.尸的線速度大小比。的大
C.尸的向心加速度大小比0的大D,同一時(shí)刻尸所受合力的方向與。的相同
【答案】BC
【解析】
由題意可知,粗坯上P、0兩質(zhì)點(diǎn)屬于同軸轉(zhuǎn)動(dòng),故
CDP=(OQ
即尸的角速度大小跟。的一樣大,故A錯(cuò)誤;
根據(jù)丫=廠0,且
rp>rQ,a)p=coQ
所以
VP>VQ
即尸的線速度大小比。的大,故B正確;
根據(jù)a=rar>且
rp>rQ,a)p=mQ
所以
ap>aQ
即尸的向心加速度大小比。的大,故C正確;
因?yàn)楫?dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)速恒定,所以同一時(shí)刻P所受合力的方向與。的所受的合力方向均指向中心軸,故合力方向
不相同,故D錯(cuò)誤。
故選BCo
10.某三星系統(tǒng)由A、B、C三顆恒星組成,已知它們的質(zhì)量分別為%、2m、m,B靜止,A、C繞B圓周運(yùn)
動(dòng)且三者始終共線,A、C的距離恒為乙不考慮其他天體的影響,已知萬有引力常量為G,則()
A.A、C做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小之比為2:1
B.A、C做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑之比為1:1
c.A做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為呼
L\L
做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為色、包
D.C
L\L
【答案】BC
【詳解】A.設(shè)A、C做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑分別為《、弓,對(duì)星體B受力分析可得
mx2mmx2m
G——=G——
r2
且
rx+r2=L
可得
L
ri=r2=-
故A、C做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑之比為1:1,故B正確;
B.由題意可知,A、C做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度相等,根據(jù)
v=ra)
可知A、C做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小之比為1:1,故A錯(cuò)誤;
CD.由萬有引力提供向心力
「初2mx2mL
G-TT-+&-=------m—co2
1(f)22
因?yàn)锳、C做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度相等,所以A、C做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為
118Gm312Gm
0a=卜凱=小工
故C正確,D錯(cuò)誤。
故選BCo
11.如圖所示,長(zhǎng)為2L的輕桿一端可繞。點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng),桿的中點(diǎn)和另一端分別固定
兩個(gè)質(zhì)量均為根的小球4、Bo讓輕桿從水平位置由靜止釋放,在轉(zhuǎn)動(dòng)至豎直位置的過程中,不計(jì)空氣阻力,
重力加速度大小為g,下列說法正確的是()
A.桿對(duì)B球做的功為
B.重力對(duì)4球做功的功率一直增大
C.桿轉(zhuǎn)動(dòng)至豎直位置時(shí),。點(diǎn)對(duì)桿的彈力大小為gmg
D.桿轉(zhuǎn)動(dòng)至豎直位置時(shí),B球的速度大小為理迎
【答案】AC
【解析】D設(shè)當(dāng)桿轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí),A球和B球的速度分別為力和玲。如果把輕桿、兩球組成的系統(tǒng)作為研
究對(duì)象,系統(tǒng)機(jī)械能守恒。
若最低點(diǎn)為重力勢(shì)能參考平面,根據(jù)E婿
1212
可得:mg?2L+mg?2L=-mvB+-mvA+mgL
又因Z球與B球在各個(gè)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的角速度相同,故外=2%
由以上二式得:以=倍,”=2國(guó),故。錯(cuò)誤;
4根據(jù)動(dòng)能定理,可解出桿對(duì)B做的功。
*.1
2
對(duì)B有:WB+mg?2L=-mvB
7
所以〃B=可小故/正確;
民重力對(duì)A球的功率為P=mg%,a球在豎直方向上的速度在水平位置為零,在豎直位置也為零,故與先增
大后減小,故重力對(duì)4球做功的功率也是先增大后減小,故8錯(cuò)誤;
C當(dāng)桿達(dá)到豎直位置時(shí),對(duì)B球有:TAB-mg=瓶等,得:TAB=^-mg,對(duì)4球有:電-TAB-mg-
得:TOA=故C正確。
故選:ACo
12.如圖所示,在豎直平面內(nèi)有一半徑為R的光滑固定細(xì)管(忽略管的內(nèi)徑),半徑。8水平,。4豎直,一個(gè)直
徑略小于管內(nèi)徑的小球由B點(diǎn)以某一初速度孫進(jìn)入細(xì)管,之后由管內(nèi)的頂部4點(diǎn)以大小為力的水平速度飛出。
重力加速度為g,下列說法正確的是()
A.為使小球能從4點(diǎn)飛出,小球在B點(diǎn)的初速度必須滿足外>/礪
B.為使小球能從4點(diǎn)飛出,小球在B點(diǎn)的初速度必須滿足%旃
C.為使小球從力點(diǎn)水平飛出后再返回B點(diǎn),小球在B點(diǎn)的初速度應(yīng)為為=J零
D.小球從力點(diǎn)飛出的水平初速度必須滿足以>J獲,因而不可能使小球從a點(diǎn)水平飛出后再返回B點(diǎn)
【答案】BC
【解析】AB.為使小球能從4點(diǎn)飛出,須滿足以>0,當(dāng)心=0時(shí),根據(jù)動(dòng)能定理可得從B到A,-mgR=0-
jmv^,解得巧=J2gR,所以初速度應(yīng)滿足%>J2gR,故N錯(cuò)誤,8正確;
CD.為使小球從4點(diǎn)水平飛出后能返回8點(diǎn),由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可得R=:gt2,Rjt,根據(jù)動(dòng)能定理可得
從B到4-mgR=^mvA2~^mv02,解得小球在力點(diǎn)的平拋初速度為%=小球在B點(diǎn)的初速度為%=
度,故C正確,。錯(cuò)誤。
三、實(shí)驗(yàn)題:本大題共2小題,共16分。
13.在“探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)中,
(1)某組同學(xué)用如圖甲所示裝置探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。用小錘擊打彈性金屬片后,A球沿水平方向拋出,B
球同時(shí)豎直下落。本實(shí)驗(yàn)探究的是2球(填“水平”或“豎直”)分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。
(2)該組同學(xué)又用如圖乙所示裝置繼續(xù)探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。下列說法正確的有
A斜槽軌道必須光滑
B.斜槽軌道末端必須水平
C.小球每次都從斜槽上同一位置靜止釋放
。.作圖時(shí),直接將坐標(biāo)紙上確定的點(diǎn)用直線依次連接
(3)在圖乙的實(shí)驗(yàn)中,由于忘記記下小球做平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)位置,該小組成員只能以平拋軌跡中的某點(diǎn)。作
為坐標(biāo)原點(diǎn)建立坐標(biāo)系,M、N兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為(xo,yo)、(2x0,3y0),如圖丙所示。可求出小球從M到N
的時(shí)間間隔7=,做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度%==(用配、y。、重力加速度9表示)
【答案】
(1)豎直
(2)BC
【解析】(1)用小錘擊打彈性金屬片后,A球沿水平方向拋出,B球同時(shí)豎直下落,利用兩球同時(shí)落地判斷
平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上是做自由落體運(yùn)動(dòng),因此本實(shí)驗(yàn)探究的是a球豎直方向的分運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。
(2)4本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)保證斜槽末端切線水平,即小球的初速度沿水平方向,但是不需要斜槽軌道光滑,故/
錯(cuò)誤,3正確;
C為了保證小球平拋的初速度相同,則小球每次都從斜槽上同一位置靜止釋放,故C正確;
。作圖時(shí),應(yīng)用平滑曲線將坐標(biāo)紙上確定的點(diǎn)用連接起來,舍棄偏離曲線較遠(yuǎn)的點(diǎn),故。錯(cuò)誤。
故選BCo
(3)小球做平拋運(yùn)動(dòng),水平方向有%0=v0T
2
豎直方向有Ay=2yo-y0-gT
聯(lián)立解得T=慳,為=/陣
7g7yo
14,某同學(xué)用如圖(a)所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。用細(xì)線把鋼制的圓柱掛在架子上,架子下部固定
一個(gè)小電動(dòng)機(jī),電動(dòng)機(jī)軸上裝一支軟筆。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),軟筆尖每轉(zhuǎn)一周就在鋼柱表面畫上一條痕跡(時(shí)
間間隔為7)。如圖(b),在鋼柱上從痕跡。開始選取5條連續(xù)的痕跡/、B、C、D、E,測(cè)得它們到痕
跡。的距離分別為瓦I、ha、kc、h。、hEo已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。
(1)若電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為3000r/min,則T=s。
(2)實(shí)驗(yàn)操作時(shí),應(yīng)該-(填正確答案標(biāo)號(hào))
A.先打開電源使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),后燒斷細(xì)線使鋼柱自由下落
B.先燒斷細(xì)線使鋼柱自由下落,后打開電源使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)
(3)畫出痕跡。時(shí),鋼柱下落的速度無o(用題中所給物理量的字母表示)
(4)設(shè)各條痕跡到O的距離為〃,對(duì)應(yīng)鋼柱的下落速度為v,畫出——〃圖像,發(fā)現(xiàn)圖線接近一條傾斜的
直線,若該直線的斜率近似等于,則可認(rèn)為鋼柱下落過程中機(jī)械能守恒。
【答案】
&一%c
①.0.02②,A③.@.2g
2T
【解析】
(1)[1]由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為3000r/min,則其頻率為
/=1222Hz=50Hz
60
則
T=—=—s=0.02s
f50
(2)[2]實(shí)驗(yàn)操作時(shí),為了使軟筆在鋼柱表面畫上一條痕跡條數(shù)多一些,應(yīng)該先打開電源使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),后
燒斷細(xì)線使鋼柱自由下落。
故選Ao
(3)[3]根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻速度等于該段過程的平均速度,則畫出痕跡。時(shí),鋼柱下落的速度
為
人E一〃C
VD=
2T
(4)[4]鋼制的圓柱下落過程中,只有重力做功,重力勢(shì)能的減小等于動(dòng)能的增加,即
mgh=^mv2
可得
v2=2gh
若——〃圖線為一條傾斜直線,且直線的斜率近似等于2g,則可認(rèn)為鋼柱下落過程中機(jī)械能守恒
四、計(jì)算題:本大題共3小題,共36分。
15.2024年3月20日8時(shí)31分,探月工程四期“鵲橋二號(hào)”中繼星由“長(zhǎng)征八號(hào)”遙三運(yùn)載火箭在中國(guó)
文昌航天發(fā)射場(chǎng)成功發(fā)射升空。假設(shè)在未來的月球基地中,宇航員將小球從月球表面以初速度%豎直向上
拋出,上升的最高點(diǎn)離月球表面高度為〃(遠(yuǎn)小于月球半徑),已知月球的質(zhì)量為引力常量為G,不
計(jì)月球自轉(zhuǎn),求:
(1)月球表面的重力加速度大小g;
(2)月球的半徑尺;
(3)月球的“第一宇宙速度”大小V。
【答案】
*⑵叵嘰⑶
26%
(1)小球做豎直上拋運(yùn)動(dòng),利用逆向思維有(功能關(guān)系求解亦可)
片=2gh
解得
(2)對(duì)月球表面質(zhì)量為“7的物體有
結(jié)合上述解得
<2GhM
%
(3)設(shè)質(zhì)量為加的衛(wèi)星繞月球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則有
=m一
結(jié)合上述解得
16.(12分)如圖,傳送帶與水平面之間的夾角為。=30。,其上A、B兩點(diǎn)間的距離為s=5m,傳送帶在電
動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下以v=2m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)?,F(xiàn)將一質(zhì)量為m=10kg的小物體(可視為質(zhì)點(diǎn))輕放在傳送帶的A
點(diǎn),小物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)口=亨,在傳送帶將小物體從A點(diǎn)傳送到B點(diǎn)的過程中,求:(g取
10m/s2)
⑴小物體做加速運(yùn)動(dòng)階段的位移S1;
30°
(2)小物體與傳送帶之間的摩擦力做功產(chǎn)生的熱量Q;
(3)傳送帶對(duì)小物體做的功W。
【答案】
(DO.8m;(2)60J;(3)270J
【詳解】
(1)小物體做加速運(yùn)動(dòng)階段,由動(dòng)能定理:
2
(jimgcosS—mgsin6)S1=|mv—0
得
Si=0.8m
(2)設(shè)小物體加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,對(duì)小物體:
Si=~~t(或:v2—0=2aSi、v=at)①
對(duì)傳送帶:
S2=vt
摩擦生熱:
Q=nmgcos0(S2-Si)
由①②③得
Q=60J
(3)由動(dòng)能定理得
W-mgsin0=|mv2—0
得
W=270J
17.(12分)如圖所示,一游戲裝置由固定于豎直平面內(nèi)的傾斜直軌道A8、圓心為。1的圓弧形軌道BCD、
圓心為。2的半圓形細(xì)圓管軌道DEF組成,軌道在B、。處平滑連接,C、。1、D、0和尸點(diǎn)在同一豎直線上.
已知可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊質(zhì)量叫=0.01kg,軌道BCD和DEF的半徑均為R=0.2m,軌道4B的4端和B端距水
平地面的高度分別為心=1.0m和hB=0.04m,軌道均光滑,不計(jì)空氣阻力.若滑塊從軌道48上某處由靜止
釋放.(g取10m/s2)
(1)釋放處距水平地面高度'=0.45m,求運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)C時(shí)速度0的大小及軌道對(duì)其支持力FJV的大小;
(2)滑塊能從尸點(diǎn)飛出落到水平地面上,求落地點(diǎn)離C點(diǎn)的最大距離工而
(3)滑塊始終不脫離軌道,求釋放處距水平地面高度心的范圍.
【答案】
解:(1)從釋放至運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn),根據(jù)動(dòng)能定理:
,1。
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