山西省太原市高三物理上学期期末考试试题(含解析)
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一、单项选择题:本题包括8 小题,每题 5 分,共40 分。
在每题给出的四个选项中,
只有一项选项正确。
年11月19日,我国在西昌卫星发射中心将俩颗北斗全世界导
航卫星
(即北斗三号卫星)
发射升空,标记着我国北斗三号基本系统部署达成。
此次发射的北斗三号系统
第
18颗和
第
19
颗卫星,属于中圆地球轨道(介于近地轨道和同步静止轨道之间)卫星。
当卫星在轨正常运
行时,以下说法正确的选项是
第18颗卫星的加快度大于地球表面的重力加快度
第18颗卫星的运行速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间
第19颗卫星的周期小于静止轨道卫星的周期
第19颗卫星遇到地球的万有引力小于同质量静止轨道卫星遇到地球的万有引力
【答案】C
【分析】
【剖析】
依据比较加快度关系;第一宇宙速度是全部围绕地球运行的卫星的最大围绕速度;根
据开普勒第三定律
比较周期关系;卫星的质量不确立,不可以比较万有引力的大小。
【详解】依据可知第18颗卫星的加快度小于地球表面的重力加快度,选项A错误;第一宇宙速度是全部围绕地球运行的卫星的最大围绕速度,则第18颗卫星的运行速度小于第
一宇宙速度,选项B错误;依据开普勒第三定律可知第
19颗卫星的周期小于静止轨道卫
星的周期,选项C正确;由万有引力定律得,因卫星的质量相等,半径小的,万有引
力大,第19颗卫星遇到地球的万有引力大于同质量静止轨道卫星遇到地球的万有引力,选项D错误;应选 C.
2.在建筑装饰中,工人用磨石对圆弧内壁进行迟缓向上打磨,当磨石运动到图示O地点时,
工人对磨石的作使劲的方向可能指向(y轴垂直墙壁)
A.x轴正方向
B.第一象限
C.第二象限
D.第四象限
【答案】B
【分析】
【剖析】
对磨石受力剖析,找到除工人对磨石的作使劲的其他力的协力方向,依据均衡知识求解.
【详解】对磨石受力剖析:向下的重力、内壁对磨石的沿y轴负方向的弹力,沿x轴负向的
摩擦力,三个力的协力方向必定在第三象限,可知人对磨石的作使劲与此三个力的协力等大
反向,则必定在第一象限;应选B.
3.如图,等量同种电荷A、B固定在同一水平线上,圆滑绝缘杆竖直固定,与AB连线的中垂
线重合,C、D是绝缘杆上的俩点,且A C=AD,一带负电的小球(可视为点电荷)套在绝缘杆
上,从C点无初速开释运动到D的过程中,以下以下说法正确的选项是
小球的加快度先增大后减小
小球的加快度保持不变
杆对小球的弹力向来增添
小球的机械能先增大后减小
【答案】D
【分析】
【剖析】
本题重点是知道等量同种电荷连线中垂线上的场强散布,从连线中点向双侧中垂线先增添后减小,联合牛顿第二定律剖析加快度;小球只有重力和电场力做功,则电势能和机械能之和
守恒.
【详解】设AB连线的中点为O,则沿CO方向的场强可能先增添后减小,也可能向来减小,则带负电的小球,从C到O 运动时,加快度可能先增添后减小,也可能向来减小;同理带负电
的小球,从O到D运动时,加快度可能先减小后增添,也可能向来减小;选项AB错误;
两边电荷对小球的引力老是相等的,故杆对小球的弹力老是零,选项C错误;电场力先对小
球做正功,后做负功,则电势能先减小后增添,因小球只有重力和电场力做功,则电势能和
机械能之和守恒,则小球的机械能先增大后减小,选项D正确;应选 D.
4.在倾角为的山坡顶端,小明先后以v0和2v0水平速度抛出质量同样的石块,石块两次均落
在山坡上,则先后两次落到山坡上的石块的动能之比为
A.1:4
B.1:
C.1:2
D.1:2
【答案】A
【分析】
【剖析】
两球都做平抛运动,落在斜面上时,竖直位移与水平位移之比等于tanθ,由此列式获得飞翔
时间与初速度的关系,依据v y=gt求解竖直速度,进而求解合速度;依据动能表达式判断动能
的关系.
【详解】两球都做平抛运动,落在斜面上时,有得,;落到斜面
,落到斜面上的动上时的竖直分速度;合速度
能
;因两石块初速度之比为1:2,则落到斜面上的动能之比为1:4;应选 A.
【点睛】解决本题的重点是要掌握平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,抓住竖直
5.位移与水平位移的关系求平抛运动的时间.找到动能的表达式进行议论。
在设计游玩场中“激流勇进”的斜倾斜滑道时,小组同学将划艇在倾斜滑道上的运动视为
由静止开始的无摩擦滑动,已知倾斜滑道在水平面上的投影长度L是必定的,而高度能够调
节,则
滑道倾角越大,划艇下滑时间越短
划艇下滑时间与倾角没关
划艇下滑的最短时间为2
划艇下滑的最短时间为
【答案】C
【分析】
【剖析】
依据牛顿第二定律联合运动公式找到下滑的时间与滑道倾角的函数关系进行议论即可.
【详解】设滑道倾角为θ,则滑道长度,下滑时的加快度:,则依据
可得,,可知滑道倾角θ=450时,划艇下滑时间最短,最短时间为;θ<450
时,倾角越大,时间越短;θ>450时,倾角越大,时间越长;应选项C正确,ABD错误;应选C.
6.某人身系弹性轻绳自高空P点自由着落, a点是弹性绳的原长地点, c是人所能抵达的最低
点,b是人静止悬挂时的均衡地点,把由P点到a点的过程称为过程Ⅰ,由a点到c点的过程称为过程Ⅱ,不计空气阻力,以下说法正确的选项是
A.
过程Ⅰ中人的动量的改变量小于重力的冲量
过程Ⅱ中人的动量的减少许的大小等于过程Ⅰ中重力的冲量的大小
过程Ⅱ中人的动能渐渐减小到零
过程Ⅱ中人的机械能的减少许等于过程Ⅰ中重力做功的大小【答案】B
【分析】
依据动量定理,过程Ⅰ中只受重力做功,人的动量的改变量等于重力的冲量,A正确;设人的
质量为m,人在a点的速度为v,则过程I中重力的冲量大小,人在c点的速度等
于0,则由动量定理得过程 II中人的动量的改变量大小,可知过程II中人的
动量的改变量大小等于过程I中重力的冲量大小,B正确;在ab段弹性绳对人的拉力小于人
的重力,人遇到的协力向下,人持续向下做加快运动,速度不停增大,动能增大;在bc段,
弹性绳对人的拉力大于人的重力,人遇到的协力向上,人向下做减速运动,速度减小,动能
减小,C错误;过程Ⅱ中人的机械能的减少许等于绳索的弹力做的功,不等于过程Ⅰ中重力做
功的大小,D错误.
【点睛】该题重点在于对人进行受力剖析,依据协力方向与速度方向的关系,判断人的运动
状况.剖析时要抓住弹力的可变性,知道人的协力为零时速度最大,动能最大.
7.以下图,竖直转轴OO'垂直于圆滑水平面,A是距O高h的轴上的一点,A点固定有两铰链。
两轻质细杆的一端接到铰链上,并可绕铰链上的圆滑轴在竖直面内转动,细杆的另一端
分别固定质量均为m的小球B和C,杆长AC>AB>h。
当OO'转轴动时,B,C两小球以O为圆心
在桌面上做圆周运动,在OO'轴的角速度ω由零迟缓增大的过程中,以下说法正确的选项是()
两小球线速度大小总相等
两小球向心加快度的大小总相等
C.在ω渐渐增大的过程中,小球C先走开桌面
D.当ω=时,两小球对桌面均无压力
【答案】D
【分析】
【剖析】
比较线速度和向心加快度;当小球恰离两小球同轴转动,角速度同样,依据v=ωr和a=ω
2r
开桌面时,依据牛顿第二定律求解临界角速度可判断选项CD.
【详解】两球转动的角速度同样,依据v=ωr可知两小球线速度大小不相等,依据a=ω
可
2r 知两小球向心加快度的大小也不相等,选项AB错误;当小球恰巧走开桌面时知足:
(θ为细杆与竖直方向的夹角)解得,可知在ω渐渐增大的过程中,两小球一同走开桌面,即当ω=时,两小球对桌面均无压力,选项C错误,D正确;应选 D.
8.如图,AB为竖直的圆滑圆弧绝缘轨道,其半径为,A点与圆心O等高,最低点B与绝
缘水平面光滑连结,整个轨道处在水平向右的匀强电场中,场强为5×103N/C.将一个质量为
,电荷量为+8×10-5C的滑块(可视为指点)从A由静止开释,已知滑块与水平面间的
动摩擦因数为,取g=10m/s2,则滑块
A.第一次经过B点时速度值为m/s
第一次经过B点是对B点的压力为
C.在水平面向右运动的加快度值为2
D.在水平面上经过的总行程为6m
【答案】D
【分析】
【剖析】
(1,2)对AB过程由动能定理可求得B点的速度,再依据向心力公式即可求得B点的支持力,
由牛顿第三定律即可求得压力大小;(3)依据牛顿第二定律求解在水平面向右运动的加快度;
4)滑块在水平轨道运动时,只有电场力和摩擦力对其做功,由动能定理求得水平轨道上的总行程.
【详解】设小滑块第一次抵达B点时的速度为v,依据动能定理可得:2,解得
mgR-qER=mv
B B
,选项A错误;最低点B对小滑块运用牛顿第二定律可得:F N′-mg=m,依据牛顿
第三定律:F N=F N′,因此小滑块第一次经过圆弧形轨道最低点B时对B点的压力:
F N,选项B错误;在水平面向右运动的加快度:,解得2,
N;摩擦力大小:选项C错误;电场力大小:qE=8×10-5×5×10
3
f=μ××10N,可知:qE>f;因此小滑块最后在圆弧轨道的下部分往
复运动,而且小滑块运动到B点时速度恰巧为零,对小滑块运用动能定理可得:
mgR-qER-μmgx=0-0,解得小滑块在水平轨道上经过的总行程:x=6m.选项D正确;应选D.【点睛】本题考察剖析和办理物体在复合场运动的能力.对于电场力做功W=qEd,d为两点沿
电场线方向的距离,同时注意正确应用功能关系和牛顿第二定律进行剖析求解是解题的重点,
选项D中要注意比较在平面上时的电场力与摩擦力的大小关系,电场力与重力做功与路径无
关只与始末地点相关,但摩擦力做功与路径相关,摩擦力在整个路径上向来做负功.
9.如图,界限为平行四边形ABCD的匀强磁场,一束质子以大小不一样的速度沿BD从B点射入
磁场。
已知BD连线与界限BC垂直,不计重力和质子间的互相作用。
对于质子在磁场中的运
动状况,以下说法正确的选项是()
从BC边出射的质子速度越大,运动时间越短
从BC边出射的质子的运动时间相等
从CD边出射的质子速度越大,运动时间越短
从CD边出射的质子运动时间同样【答案】BC
【分析】
【剖析】
质子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力供给向心力,依据题意及几何知识剖析质子从各边
飞出时粒子所转过的圆心角,比较运动时间.轨迹对应的圆心角越大,运动时间越长.
【详解】质子从B点入射,受向下的洛伦兹力,则从BC边射出的质子运动半周,因周期
都同样,则从
BC边出射的质子的运动时间相等,选项A错误,B正确;假如质子从CD边射出
磁场,质子在
θ不一样,速度越大,半径越大,在磁场
CD边上不一样地点射出时转过的圆
心角
中转过的圆心角越小,质子在磁场中的运动时间越短,选项C正确,D错误;应选BC.【点睛】本题考察带电粒子在有界匀强磁场中的运动,找出粒子在磁场中做圆周运动时所转
过的圆心角,正确运用几何对称性,是解题的重点.
如图,可视为点电荷的带电小球Q1固定在足够大的圆滑绝缘水平桌面上,有此外一个带电
小球2在桌面上运动。
某时辰,2在距离1为
r 处且速度方向恰巧沿垂直于12的连线方向。
Q Q Q QQ
A.仅在电场力的作用下,今后一小段时间内
若Q1、Q2带同种电荷,Q2的动能向来增大
B.若Q、Q2带同种电荷,Q2的动能可能不变
若Q1、Q2带异种电荷,Q2的动能不行能增大
若Q1、Q2带异种电荷,Q2的动能可能不变【答案】AD
【分析】
【剖析】
若Q1、Q2带同种电荷,二者排挤,静电力做正功;若Q1、Q2带异种电荷,二者吸引力,Q2可能做近心运动,也可能做圆周运动,也可能做离心运动;
【详解】若Q、Q带同种电荷,则两球之间有静电斥力使得Q远离Q,此时电场力对Q做正12212功,其动能向来增大,选项A正确;B错误;若Q1、Q2带异种电荷,则两球之间有静电引力,
可能使得Q2凑近Q1做近心运动,此时电场力对Q2做正功,其动能向来增大;也可能此时的静
电引力知足,此时Q2将以Q1为圆心做匀速圆周运动,动能不变,选项D正确;C错误;
应选AD.
【点睛】本题重点是知道当两球带异种电荷时,因为速度不确立,小球可能做的三种不一样形
式的运动,联合圆周运动的知识求解.
11.以下图,木块a和b用一根轻弹簧连结起来,放在圆滑水平面上,a紧靠在墙壁上,在
b上施加向左的水平力
F使弹簧压缩,已知木块a的质量的m,木块b的质量是2m,此时弹簧拥有的弹性势能为E p.当撤去外力后,以下说法中正确的选项是
A.a、b及弹簧构成的系统机械能一直为Ep
C. B.a、b构成的系统总动量一直为
在弹簧长度最大时弹簧拥有的弹性势能为
D.在弹簧第二次达到自然长度时木块时木块b的速度为0
【答案】AC
【分析】
【剖析】
撤去外力后,只有弹簧的弹力做功,则系统的机械能守恒;撤去力F后,在a没有走开墙壁
以前,系统的总动量不守恒,a走开墙壁以后,系统受的合外力为零,动量守恒;在弹簧长度
最大时,二者共速,联合动量守恒定律和能量关系列式求解最大弹性势能;依据动量守恒定
律和能量守恒关系判断在弹簧第二次达到自然长度时木块时木块b的速度.
【详解】撤去外力后,只有弹簧的弹力做功,则系统的机械能守恒,则a、b及弹簧构成的系
统机械能一直为Ep,选项A正确;撤去力F后,在a没有走开墙壁以前,系统的总动量向右
增添,a走开墙壁以后,系统受的合外力为零,动量守恒,选项B错误;a走开墙壁的瞬时,系统的总动量,也就是b的动量:,弹簧长度最大时,ab共速,此时由动量守恒定律:,解得,此时弹簧的弹性势能:,
选项C正确;弹簧第一次达到自然长度时,b的速度为;弹簧第二次达到自然长度时,设a、
b的速度分别为v1和v2,则由动量守恒:;由能量关系:
;联立解得:,选项D错误;应选AC。
【点睛】本题重点是剖析两物体运动的物理过程,知道当物块a走开墙壁时系统动量才是守
恒的,联合动量守恒定律以及能量关系联立求解.
今年2月,太原市首批纯电动公交车开始营运。
在营运前的测试中,电动公交车在平直
路面上运动,某段时间内的v-t图象以下图。
已知在0~10s发动机和车内制动装置对车辆
所做总功为零,车辆与路面间的摩擦阻力恒定,空气阻力不计。
已知公交车质量为,g
=10m/s2.
A.汽车发生的位移为54m
B.汽车与路面的摩擦阻力为2000N
C.发动机在第1s内的均匀功率是第7s内的
D.第6s内汽车战胜车内制动装置做功是第10s内的倍
【答案】BD
【分析】
【剖析】
v-t图像的“面积”等于位移;因为在0~10s发动机和车内制动装置对车辆所做总功为零,
则由动能定理,对整个过程列式求解阻力;依据动能定理求解发动机在第1s内和第7s内的
均匀功率;依据动能定理求解发动机在第6s内和第10s内汽车战胜车内制动装置做的功;
【详解】依据v-t图像可知,汽车发生的位移为
,选项A错误;因为在0~10s发动机和车内制动装置对车辆所做总功为零,则由动能定理可知:,此中的x是行程,大小为x=54m,解得f=2000N,选项B正确;在第1s内,由动能定理:,此中的x1=6m,解得;同理在第7s内,由动能定理:,此中的x7=2m,解得,即发动机在第1s内的均匀功率是第7s内的3倍,选项C错误;
依据动能定理,第6s内汽车战胜车内制动装置做功,此中的x6=4m,v=8m/s;
解得W=424000J;同理,第10s内汽车战胜车内制动装置做功,此中的6
x10=2m,v′=4m/s;解得W=104000J;即第6s内汽车战胜车内制动装置做功是第10s内的53/13
10
倍,选项D正确;应选BD.
【点睛】本题无力过程比较复杂,重点是能从v-t图像中获守信息,联合动能定理列式进行
解答;注意求解摩擦力的功时要用行程,而不是位移.
二、实验题:本题包括2小题,共20分。
请将答案填在题中横线上或按要求作答。
13.某实验小组用“自由落体法”测当地的重力加快度,实验中获得一条较为满意的纸带如图
(a)所示。
他们舍弃前方密集的点,以O为起点,从某点A开始选用纸带上连续点A、B、C..测
出0到A、B、C的距离分别为h1、h2、h3.。
已知电源的频次为f.
(1)以下操作对减小实验偏差有利的是____.
选择密度较大的重锤
安装打点计时器使两限位孔在同一竖直线上
实验时先用手托住重锤,而后接通电源开释再重锤
重锤着落中手一直提住纸带上端,保持纸带竖直
(2)由上述实验数据计算当地重力加快度的表达式为g=_______.
往常状况下,实验中电源的频次用50Hz,若实验中电源的濒率略高,而实验者仍以50Hz计算,由此惹起重力加快度的丈量值将_____(填“偏大”、“偏小”或“同样")。
【答案】(1).AB (2).(3).偏小
【分析】
【剖析】
(1)依据实验的原理剖析各个选项;(2)依据?x=aT2求解重力加快度的表达式;(3)实验中
电源的频次略高,则打点周期偏小,相邻两计数点间的距离偏小.
【详解】(1)选择密度较大的重锤能够减小着落时的相对阻力的大小,进而减小偏差,选项A
正确;安装打点计时器使两限位孔在同一竖直线上,这样可减小纸带与限位孔之间的摩擦,
选项B正确;实验时先用手托住重锤,而后接通电源开释再重锤,这样能充足利用纸带,但
是对减小偏差无影响,选项C错误;重锤着落中手不可以一直提住纸带上端,要让纸带自由下
落,选项D错误;应选AB.
(2)依据?x=aT2可得;
(3)实验中电源的频次略高,则打点周期偏小,相邻两计数点间的距离偏小,而实验者仍以
50Hz计算,则由此惹起重力加快度的丈量值将偏小。
【点睛】解决本题的重点知道实验的原理,以及操作中的注意事项;能依据?x=aT2求解加快度;
14.某同学描述小灯泡的伏安特。
所使用的器械有:
小灯泡L(额定电压,额定电流)
电流表A(量程,内阻约Ω);
敏捷电流计G(量程1mA,内阻为500Ω);
0~Ω);
电阻箱R(阻值范围
滑动变阻器R1(阻值范围0~20Ω);
电源E(电动势,内阻约2Ω);
开关S及导线若干;
(1)为了能够实此刻内对小灯泡的电压进行丈量,需将敏捷电流计G改装成量程为4V
的电压表,则______(填“串”或“并”)联的电阻箱0的阻值应调整为_________Ω.
R
(3)请在图(b)的方框中画全运用上述器械描述小灯泡伏安特征的实验电路原理图,并标明对应的器械符号
_________.
实验中获得电流表A读数I和敏捷电流计G读数Ig以下表所示:
请你依据表中数据,在图(
I-I g曲线_______________.
c)的坐标系中补齐数据点,做出
(4)由I-Ig曲线可知,小灯泡的电阻随电流的增大而
_______(填“变大”“变小”或许“不
变”)
(5)如图(d)所示,将该小灯泡和定值电阻
R 与一电动势,内阻
r
Ω的电源串连
E
时,电源的输出功率最大,可知此时小灯泡的实质功率约为________W,定值电阻的阻值
=_______Ω(结果均保存两位有效数字)
R
【答案】(1).(1)串(2).Ω(3).(2)图看法析;(4).(3)图看法析;(5).(4)增大(6).(5)0.34(0.31~0.36)(7).1.3(1.0~1.5)
【分析】
【剖析】
(1)将敏捷电流计改装成量程较大的电压表,需要串连电阻,依据欧姆定律计算要串连的电
阻值;(2)依据改装后的电压表、电流表以及灯泡的电阻关系确立电路的连结方式;(3)根
据数据描点绘图;(4)依据图像的斜率判断灯泡电阻随电压的变化状况;(4)当电源输出功
率最大时,内阻等于外电阻,联合画出的图像求解灯泡的实质功率以及定值电阻的阻值。
【详解】(1)将敏捷电流计G改装成量程为 4V的电压表,则需要串连的电阻箱R0的阻值应调
整为.
(2)改装后的电压表内阻为4000Ω远大于灯泡内阻(Ω),故采纳电流表外接;滑动变阻器用分
压电路,如图;
(3)做出I-I g曲线如图;
(4)因I g的值与灯泡两头的电压相对应,则I-Ig曲线的斜率的倒数反应灯泡电阻的变化,由图像可知,小灯泡的电阻随电流的增大而变大;
E,内阻rΩ的电源串(5)如图(d)所示,将该小灯泡和定值电阻R与一电动
势
联时,电源的输出功率最大,可知此时定值电阻R与灯泡的电阻之和等于电源的内阻Ω,此时电路中的电流,由图像可知,此时灯泡两头的电压为
×10-3×4000V=1.04V;小灯泡的实质功率约为×;定值电阻的阻值
R两头的电压为U R=×3;则。
三.计算题:本题包括5小题,共70题。
解答应写出必需的文字说明、方程式和重要的演
算步骤,只写出最后答案的不可以得分。
有数值计算的题,答案中一定明确写出数值和单位。
15.经过逾6个月的飞翔,质量为40kg的洞察号火星探测器终于在北京时间2018年11月
27日03:56在火星安全着陆。
着陆器抵达距火星表面高度800m时速度为60m/s,在着陆器
底部的火箭助推器作用下开始做匀减速直线运动;当高度降落到距火星表面100m时速度减为
10m/s。
该过程探测器沿竖直方向运动,不计探测器质量的变化及火星表面的大气阻力,已知
火星的质量和半径分别为地球的十分之一和二分之一,地球表面的重力加快度为g=10m/s2。
求:
火星表面重力加快度的大小;
火箭助推器对洞察号作使劲的大小.
【答案】(1)(2)F=260N
【分析】
【剖析】
火星表面或地球表面的万有引力等于重力,列式可求解火星表面的重力加快度;依据运动公
式求解着落的加快度,而后依据牛顿第二定律求解火箭助推器对洞察号作使劲.【详解】(1)设火星表面的重力加快度为g火,则
解得g火=0.4g=4m/s2
(2)着陆降落的高度:h=h1-h2=700m,设该过程的加快度为
22
=2ah a,则v2-v1
由牛顿第二定律:mg火-F=ma
解得F=260N
16.如图甲所示,质量为200kg的斜行电梯沿与水平方向成30°的直线轨道运行。
在电梯水平
底板上搁置质量为50kg的货物,经过平行于轨道的钢丝绳牵引电梯,使电梯从轨道低端运行
到顶端,此过程中电梯速度随时间的变化图象如图乙所示。
整个过程中货物相对于电梯保持
静止,取g=10m/s2,不计轨道对电梯的摩擦阻力。
求:
电梯加快过程中钢丝绳对电梯的牵引力的大小;
电梯减速过程中货物所受支持力及摩擦力的大小.
【答案】(1)F=1500N(2)
【分析】
【剖析】
1)由图乙可知电梯加快过程中加快度,依据牛顿第二定律求解钢丝绳对电梯的牵引力;(2)先依据v-t图像求解电梯减速过程中的加快度,而后将加快度分解在水平易竖直方向,对货
物列出两个方向的方程即可求解.
【详解】(1)由图乙可知,电梯加快过程中加快度大小为a1,则
电梯加快过程中,钢丝绳的牵引力大小为F,则:
解得F=1500N.
(2)电梯减速过程中加快度大小为a2,货物所受的支持力和摩擦力的大小分别为N、f,则:
解得;
17.以下图,粗拙的水平轨道AB与半径的圆滑竖直半圆形轨道BC相切于B点。
压缩后锁定的轻弹簧一端固定在水平轨道的左端,另一端紧靠静止在A点的质量的
小物块(不拴接)。
排除弹簧锁定后,物块从A点开始沿AB轨道运动,进入半圆形轨道BC,
以后恰巧能经过轨道BC的最高点C,最后落回到水平轨道AB上.已知A、B两点的距离L
,物块与水平轨道间的动摩擦因数,取g10m/s2,不计空气阻力.求:
小物块运动到B点时遇到半圆形轨道弹力的大小;
小物块从C点落回水平轨道AB上的地点到B点的距离;
排除锁定前弹簧的弹性势能。
【答案】(1)(2)(3)
【分析】
【剖析】
(1)恰巧过C点,则过C点时小物块所受的弹力为零,由重力等于向心力争解C点的速度;
从B点到C点,由机械能守恒求解B点的速度,而后依据牛顿第二定律求解F;(2)小物块从
C点落回水平轨道AB上时做平抛运动,依据平抛运动的规律求解其落下的地点到B点的距离;
(3)依据动能定理求解排除锁定前弹簧的弹性势能。
【详解】(1)恰巧过C点,则过C点时小物块所受的弹力为零,由向心力公式可知:
解得v C=2m/s;。