江西省萍乡市2015-2016学年高一下学期期末物理模拟试

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2015-2016学年江西省萍乡市高一(下)期末物理模拟试卷
一、选择题:在每小题给出的四个选项中,第1-5题只有一项符合题目要求,第6-8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,有选错的得0分.(本题包括8小题,每小题6分,共48分).
1.理论和实践证明,开普勒定律不仅适用于太阳系中的天体运动,而且对一切
天体(包括卫星绕行星的运动)都适用.下面对于开普勒第三定律的公式=K,
下列说法正确的是()
A.公式只适用于轨道是椭圆的运动
B.式中的K值,对于所有行星(或卫星)都相等
C.式中的K值,只与中心天体有关,与绕中心天体旋转的行星(或卫星)无关D.若已知月球与地球之间的距离,根据公式可求出地球与太阳之间的距离2.如图所示,用同样的力F拉同一物体,在甲(光滑水平面)、乙(粗糙水平面)、丙(光滑斜面)、丁(粗糙斜面)上通过同样的距离,则拉力F的做功情况是()
A.甲中做功最少B.丁中做功最多C.做功一样多D.无法比较
3.如图所示,一根轻弹簧下端固定,竖立在水平面上.其正上方A位置有一只小球.小球从静止开始下落,在B位置接触弹簧的上端,在C位置小球所受弹力大小等于重力,在D位置小球速度减小到零.小球下降阶段下列说法中正确的是()
A.在B位置小球动能最大
B.在C位置小球动能最大
C.从A→C位置小球重力势能的减少等于小球动能的增加
D.从A→D位置小球重力势能的减少大于弹簧弹性势能的增加
4.质量为m的物体,在汽车的牵引下由静止开始运动,当物体上升h高度时,汽车的速度为v,细绳与水平面间的夹角为θ,则下列说法中正确的是()
A.此时物体的速度大小为vsinθ
B.此时物体的速度大小为
C.汽车对物体做的功为mgh+
D.汽车对物体做的功为mgh+
5.2013年6月11日,“神舟十号”飞船在酒泉卫星发射中心发射升空,航天员王亚平进行了首次太空授课.在飞船进入圆形轨道环绕地球飞行时,它的线速度大小()
A.等于7.9km/s
B.介于7.9km/s和11.2km/s之间
C.小于7.9km/s
D.介于7.9km/s和16.7km/s之间
6.在地面上以速度v0抛出质量为m的物体,抛出后物体落到比地面低h高度的海平面上.若以抛出点为零势能面,且不计空气阻力,则()
A.物体到海平面时的势能为mgh
B.重力对物体做的功为mgh
C.物体在海平面上的机械能为mv02
D.物体在海平面上的动能为mv02
7.为了探测x星球,载着登陆舱的探测飞船在该星球中心为圆心,半径为r1的圆轨道上运动,周期为T1,总质量为m1.随后登陆舱脱离飞船,变轨到离星球更近的半径为r2的圆轨道上运动,此时登陆舱的质量为m2,则()
A.x星球的质量为M=
B.x星球表面的重力加速度为g x=
C.登陆舱在r1与r2轨道上运动时的速度大小之比为=
D.登陆舱在半径为r2轨道上做圆周运动的周期为T2=T1
8.半径为R的圆桶固定在小车上,有一光滑的小球静止在圆桶的最低点,小车以速度v向右匀速运动,当小车遇到一个障碍物突然停止运动时,小球在圆桶内升高的高度可能为()
A.等于 B.大于C.小于D.2R
二、实验题(本题共2小题,共15分)
9.如图所示,是利用闪光照相研究平抛运动的示意图.小球A由斜槽滚下,从桌边缘水平抛出,当它恰好离开桌边缘时,小球B也同时下落,闪光频率为10Hz 的闪光器拍摄的照片中B球有四个像,像间距离已在图中标出,两球恰在位置4相碰.则A球从离开桌面到和B球碰撞时经过的时间为s,
A球离开桌面的速度为m/s.(g=10m/s2).
10.在利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中:
(1)下面叙述不正确的是
A、应该用天平称出物体的质量.
B、应该选用点迹清晰第一、二两点间的距离接近2mm的纸带.
C、操作时应先放纸带再通电.
D、电磁打点计时器应接在电压为220V的直流电源上.
(2)如图2是实验中得到的一条纸带.已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,当地的重力加速度g=9.80m/s2,测得所用重物的质量为1.00kg,纸带上第0、1两点间距离接近2mm,A、B、C、D是连续打出的四个点,它们到0点的距离如图2所示.则由图中数据可知,打点计时器打下计数点C时,物体的速度V C= m/s;重物由0点运动到C点的过程中,重力势能的减少量等于J,动能的增加量等于J(取三位有效数字).
(3)实验结果发现动能增量不等于重力势能的减少量;造成这种现象的主要原因是
A.选用的重锤质量过大
B.数据处理时出现计算错误
C.空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力
D.实验时操作不够细,实验数据测量不准确.
三、计算题:解答应写出必要的文字说明,方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.(本题共3小题,共37分)
11.一位同学为探月宇航员设计了如下实验:在距月球表面高h处以初速度v o 水平抛出一个物体,然后测量该平抛物体的水平位移为x,通过查阅资料知道月球的半径为R,引力常量为G,若物体只受月球引力的作用,求:
(1)月球表面的重力加速度;
(2)月球的质量;
(3)环绕月球表面运行的宇宙飞船的线速度.
12.如图所示为儿童娱乐的滑梯示意图,其中AB为斜面滑槽,与水平方向夹角
为37°,BC为水平滑槽,与半径为0.2m的圆弧CD相切,ED为地面.已知通常儿童在滑槽上滑动时的动摩擦因数μ=0.5,A点离地面的竖直高度AE为2m,不计空气阻力,求:
(1)儿童由A处静止起滑到B处时的速度大小;
(2)为了儿童在娱乐时能沿CD圆弧下滑一段,而不会从C处平抛飞出,水平滑槽BC至少应有多长?(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
13.如图所示是一皮带传输装载机械的示意图.井下挖掘工将矿物无初速度地放置于沿图示方向运行的传送带A端,被传输到末端B处,再沿一段圆形轨道到达轨道的最高点C处,然后水平抛到货台上.已知半径为R=0.4m的圆形轨道与传送带在B点相切,O点为半圆的圆心,BO、CO分别为圆形轨道的半径,矿物m可视为质点,传送带与水平面间的夹角θ=37°,矿物与传送带间的动摩擦因数μ=0.8,传送带匀速运行的速度为v0=8m/s,传送带AB点间的长度为s AB=45m.若矿物落点D处离最高点C点的水平距离为x CD=2m,竖直距离为h CD=1.25m,矿物质量m=50kg,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10m/s2,不计空气阻力.求:(1)矿物到达B点时的速度大小;
(2)矿物到达C点时对轨道的压力大小;
(3)矿物由B点到达C点的过程中,克服阻力所做的功.
2015-2016学年江西省萍乡市高一(下)期末物理模拟试

参考答案与试题解析
一、选择题:在每小题给出的四个选项中,第1-5题只有一项符合题目要求,第6-8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,有选错的得0分.(本题包括8小题,每小题6分,共48分).
1.理论和实践证明,开普勒定律不仅适用于太阳系中的天体运动,而且对一切
天体(包括卫星绕行星的运动)都适用.下面对于开普勒第三定律的公式=K,
下列说法正确的是()
A.公式只适用于轨道是椭圆的运动
B.式中的K值,对于所有行星(或卫星)都相等
C.式中的K值,只与中心天体有关,与绕中心天体旋转的行星(或卫星)无关D.若已知月球与地球之间的距离,根据公式可求出地球与太阳之间的距离
【考点】开普勒定律.
【分析】开普勒运动定律不仅适用于椭圆运动,也适用于圆周运动,不仅适用于行星绕太阳的运动,也适用于卫星绕行星的运动.式中的k是与中心星体的质量有关的.
【解答】解:A、开普勒第三定律不仅适用于行星绕太阳的运动,也适用于卫星绕行星的运动.所以也适用于轨道是圆的运动,故A错误
BC、式中的k是与中心星体的质量有关,与绕中心天体旋转的行星(或卫星)无关.故B错误,C正确
D、式中的k是与中心星体的质量有关,已知月球与地球之间的距离,无法求出地球与太阳之间的距离,故D错误
故选:C.
2.如图所示,用同样的力F拉同一物体,在甲(光滑水平面)、乙(粗糙水平面)、
丙(光滑斜面)、丁(粗糙斜面)上通过同样的距离,则拉力F的做功情况是()
A.甲中做功最少B.丁中做功最多C.做功一样多D.无法比较
【考点】功的计算.
【分析】通过功的公式W=Fscosθ去比较做功的大小.
【解答】解:四种情况拉力相同,位移相同,拉力与位移同向,所以做功一样多.故C正确,A、B、D错误.
故选C.
3.如图所示,一根轻弹簧下端固定,竖立在水平面上.其正上方A位置有一只小球.小球从静止开始下落,在B位置接触弹簧的上端,在C位置小球所受弹力大小等于重力,在D位置小球速度减小到零.小球下降阶段下列说法中正确的是()
A.在B位置小球动能最大
B.在C位置小球动能最大
C.从A→C位置小球重力势能的减少等于小球动能的增加
D.从A→D位置小球重力势能的减少大于弹簧弹性势能的增加
【考点】机械能守恒定律;牛顿第二定律.
【分析】小球下降过程中,重力和弹簧弹力做功,小球和弹簧系统机械能守恒,在平衡位置C动能最大.
【解答】解:A、小球从B至C过程,重力大于弹力,合力向下,小球加速,C 到D,重力小于弹力,合力向上,小球减速,故在C点动能最大,故A错误,B 正确;
C、小球下降过程中,重力和弹簧弹力做功,小球和弹簧系统机械能守恒;从A→C
位置小球重力势能的减少等于动能增加量和弹性势能增加量之和.故C错误.D、小球下降过程中,重力和弹簧弹力做功,小球和弹簧系统机械能守恒;从A→D 位置,动能变化量为零,故小球重力势能的减小等于弹性势能的增加,故D错误.
故选:B.
4.质量为m的物体,在汽车的牵引下由静止开始运动,当物体上升h高度时,汽车的速度为v,细绳与水平面间的夹角为θ,则下列说法中正确的是()
A.此时物体的速度大小为vsinθ
B.此时物体的速度大小为
C.汽车对物体做的功为mgh+
D.汽车对物体做的功为mgh+
【考点】功的计算;运动的合成和分解.
【分析】小车参与两个分运动,沿绳子方向和垂直绳子方向的两个分运动,由于绳子长度一定,故物体下降的速度等于小车沿绳子方向的分速度,对物体的运动过程,根据动能定理列式求解汽车对物体做的功.
【解答】解:A、小车参与两个分运动,沿绳子拉伸方向和垂直绳子方向(绕滑轮转动)的两个分运动,将小车合速度正交分解,
AB错误;
物体上升速度等于小车沿绳子拉伸方向的分速度为:v
物=vcosθ,故
C、对物体的运动过程,根据动能定理得:
C正确,D错误.
解得:W
车=mgh+,故
故选:C
5.2013年6月11日,“神舟十号”飞船在酒泉卫星发射中心发射升空,航天员王亚平进行了首次太空授课.在飞船进入圆形轨道环绕地球飞行时,它的线速度大小()
A.等于7.9km/s
B.介于7.9km/s和11.2km/s之间
C.小于7.9km/s
D.介于7.9km/s和16.7km/s之间
【考点】第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度.
【分析】第一宇宙速度7.9km/s是人造地球卫星环绕地球做匀速圆周运动时的最大速度.地球同步卫星的发射速度大于第一宇宙速度.人造地球卫星运行时速度大于第二宇宙速度11.2km/s时,就脱离地球束缚.第三宇宙速度16.7km/s是物体逃离太阳的最小速度,从而即可求解.
【解答】解:在飞船进入圆形轨道环绕地球飞行时,根据万有引力提供向心力列出等式为:
G=m
解得速度为:v=,
第一宇宙速度7.9km/s是人造卫星在地球表面做圆周运动的最大运行速度,所以在飞船进入圆形轨道环绕地球飞行时,轨道半径大于地球半径,则它的线速度大小小于7.9km/s.故ABD错误,C正确.
故选:C.
6.在地面上以速度v0抛出质量为m的物体,抛出后物体落到比地面低h高度的海平面上.若以抛出点为零势能面,且不计空气阻力,则()
A.物体到海平面时的势能为mgh
B.重力对物体做的功为mgh
C.物体在海平面上的机械能为mv02
D.物体在海平面上的动能为mv02
【考点】机械能守恒定律.
【分析】整个过程不计空气阻力,只有重力对物体做功,机械能守恒,应用机械能守恒和功能关系可判断各选项的对错.
【解答】解:A、以抛出点为零势能面,海平面低于抛出点h,所以物体在海平面上时的重力势能为﹣mgh,故A错误.
B、重力做功与路径无关,至于始末位置的高度差有关,抛出点与海平面的高度差为h,并且重力做正功,所以整个过程重力对物体做功为mgh,故B正确.
C、整个过程机械能守恒,即初末状态的机械能相等,以地面为零势能面,抛出
时的机械能为,所以物体在海平面时的机械能也为,故C正确.D、由动能定理得mgh=E k2﹣E k1,有E k2=E k1+mgh=+mgh,故D错误.
故选:BC.
7.为了探测x星球,载着登陆舱的探测飞船在该星球中心为圆心,半径为r1的圆轨道上运动,周期为T1,总质量为m1.随后登陆舱脱离飞船,变轨到离星球更近的半径为r2的圆轨道上运动,此时登陆舱的质量为m2,则()
A.x星球的质量为M=
B.x星球表面的重力加速度为g x=
C.登陆舱在r1与r2轨道上运动时的速度大小之比为=
D.登陆舱在半径为r2轨道上做圆周运动的周期为T2=T1
【考点】万有引力定律及其应用.
【分析】研究飞船绕星球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,列出等式
求出中心体的质量;研究登陆舱绕星球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,列出等式表示出线速度和周期;再通过不同的轨道半径进行比较.
【解答】解:A、研究飞船绕星球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,列出等式:
G=m1r1,解得:M=,故A错误.
B、根据圆周运动知识,a=只能表示在半径为r1的圆轨道上向心加速度,而不等于X星球表面的重力加速度,故B错误.
C、研究登陆舱绕星球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,在半径为r 的圆轨道上运动:
G=m,解得:v=,表达式里M为中心体星球的质量,R为运动的轨道半径;
所以登陆舱在r1与r2轨道上运动时的速度大小之比为:=,故C错误.D、研究登陆舱绕星球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,列出等式:
在半径为r的圆轨道上运动:G=m R,得出:T=2π;
表达式里M为中心体星球的质量,R为运动的轨道半径.所以登陆舱在r1与r2
轨道上运动时的周期大小之比为:=,所以T2=T1,故D正确;
故选:D.
8.半径为R的圆桶固定在小车上,有一光滑的小球静止在圆桶的最低点,小车以速度v向右匀速运动,当小车遇到一个障碍物突然停止运动时,小球在圆桶内升高的高度可能为()
A.等于 B.大于C.小于D.2R
【考点】机械能守恒定律;牛顿第二定律;向心力.
【分析】小球和车有共同的速度,当小车遇到障碍物突然停止后,小球由于惯性会继续运动,在运动的过程中小球的机械能守恒,根据机械能守恒可以分析小球能达到的最大高度.
【解答】解:小球小球由于惯性会继续运动,可能会越过最高点做圆周运动,也有可能达不到四分之一圆周,速度减为零,也有可能越过四分之一圆周但越不过圆桶的最高点.
1、若越过最高点做圆周运动,则在圆桶中上升的高度等于2R.
2、若达不到四分之一圆周,速度减为零,根据机械能守恒,,h=.
3、若越过四分之一圆周但越不过圆桶的最高点,则会离开轨道做斜抛,在最高
点有水平速度,根据机械能守恒得,,上升的高度小于.故
A、C、D正确,B错误.
故选ACD.
二、实验题(本题共2小题,共15分)
9.如图所示,是利用闪光照相研究平抛运动的示意图.小球A由斜槽滚下,从桌边缘水平抛出,当它恰好离开桌边缘时,小球B也同时下落,闪光频率为10Hz 的闪光器拍摄的照片中B球有四个像,像间距离已在图中标出,两球恰在位置4相碰.则A球从离开桌面到和B球碰撞时经过的时间为0.3s,
A球离开桌面的速度为 1.5m/s.(g=10m/s2).
【考点】研究平抛物体的运动.
【分析】根据频闪照片的频率得知相邻两个像之间的时间间隔,从而求出A球从离开桌面到和B球碰撞时经过的时间,根据水平方向上的运动规律求出A球的初速度.
【解答】解:根据T==0.1s.
则A球从离开桌面到和B球碰撞时经过的时间为0.3s.
根据v0==m/s=1.5m/s.
故答案为:0.3,1.5.
10.在利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中:
(1)下面叙述不正确的是ACD
A、应该用天平称出物体的质量.
B、应该选用点迹清晰第一、二两点间的距离接近2mm的纸带.
C、操作时应先放纸带再通电.
D、电磁打点计时器应接在电压为220V的直流电源上.
(2)如图2是实验中得到的一条纸带.已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,当地的重力加速度g=9.80m/s2,测得所用重物的质量为1.00kg,纸带上第0、1两点间距离接近2mm,A、B、C、D是连续打出的四个点,它们到0点的距离如图2所示.则由图中数据可知,打点计时器打下计数点C时,物体的速度V C= 3.90 m/s;重物由0点运动到C点的过程中,重力势能的减少量等于7.62J,动能的增加量等于7.61J(取三位有效数字).
(3)实验结果发现动能增量不等于重力势能的减少量;造成这种现象的主要原因是C
A.选用的重锤质量过大
B.数据处理时出现计算错误
C.空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力
D.实验时操作不够细,实验数据测量不准确.
【考点】验证机械能守恒定律.
【分析】(1)解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项.
(2)纸带法实验中,若纸带匀变速直线运动,测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动的推论,可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度,从而求出动能;(3)重物下落过程中不可避免的受到阻力作用,重力势能不可能全部转化为动能,这是误差的主要来源.
【解答】解:(1)A、因为我们是比较mgh、mv2的大小关系,故m可约去比较,不需要用天平,故A错误;
B、在选择纸带时,要求点迹清晰,根据自由落体运动公式,h=gt2可知,若开始一、二两点间的距离为2mm,则所打第一个点时的速度为零,这样只需比较
mgh、mv2的大小关系即可,实验方便,故B正确;
C、开始记录时,应先给打点计时器通电打点,然后再释放重锤,让它带着纸带一同落下,如果先放开纸带让重物下落,再接通打点计时时器的电源,由于重物运动较快,不利于数据的采集和处理,会对实验产生较大的误差,故C错误;
D、电磁打点计时器的工作电源是4~6V的交流电源,故D错误.
本题选择错误的,故选:ACD.
(2)利用匀变速直线运动的推论:BD之间的平均速度等于C点的瞬时速度,得:
v C===3.90m/s
从打下计数点O到打下计数点C的过程中,重锤重力势能减小量△E P=mgh=mgx C=1×9.8×0.7776J=7.62J
动能的增加量:△E K=mv C2=7.61J
动能增量小于重力势能的减少量的原因主要是重物下落时受到空气阻力和打点针与纸带间的阻力作用,一部分重力势能转化为内能.
(3)在该实验中,由于摩擦力、空气阻力等阻力的存在,重锤动能的增加量总
是稍稍小于减小的重力势能;若重锤动能的增加量总是小于重锤减小的重力势能,而且比较明显,就要考虑阻力太大的原因.在该实验过程的步骤中,没有检查打点计时器的两个限位孔是否在同一条竖直线上,也会导致摩擦力太大;故C 正确,ABD错误.
故答案为:(1)ACD;(2)3.90,7.62,7.61;(3)C.
三、计算题:解答应写出必要的文字说明,方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.(本题共3小题,共37分)
11.一位同学为探月宇航员设计了如下实验:在距月球表面高h处以初速度v o 水平抛出一个物体,然后测量该平抛物体的水平位移为x,通过查阅资料知道月球的半径为R,引力常量为G,若物体只受月球引力的作用,求:
(1)月球表面的重力加速度;
(2)月球的质量;
(3)环绕月球表面运行的宇宙飞船的线速度.
【考点】万有引力定律及其应用;平抛运动.
【分析】(1)由平抛运动的规律,可得月球表面重力加速度
(2)由月球表面万有引力等于重力,可得月球质量
(3)由万有引力提供向心力的速度表达式,可得环绕月球表面运行的宇宙飞船的线速度.
【解答】解:依题意可知,
(1)月球表面的物体做平抛运动
x=v o t
故月球表面的重力加速度
(2)由得
月球质量
(3)由
及可得
环绕月球表面运行的宇宙飞船的线速度
答:(1)月球表面的重力加速度
(2)月球的质量
(3)环绕月球表面运行的宇宙飞船的线速度.
12.如图所示为儿童娱乐的滑梯示意图,其中AB为斜面滑槽,与水平方向夹角
为37°,BC为水平滑槽,与半径为0.2m的圆弧CD相切,ED为地面.已知通常儿童在滑槽上滑动时的动摩擦因数μ=0.5,A点离地面的竖直高度AE为2m,不计空气阻力,求:
(1)儿童由A处静止起滑到B处时的速度大小;
(2)为了儿童在娱乐时能沿CD圆弧下滑一段,而不会从C处平抛飞出,水平滑槽BC至少应有多长?(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
【考点】动能定理的应用;牛顿第二定律;向心力.
【分析】(1)由牛顿第二定律可得出儿童的加速度,由速度﹣位移关系可得出儿童的末速度;
(2)要使儿童不会做平抛,则在C点儿童应做圆周运动,此时重力恰好充当向心力;由向心力公式可得出速度,由动能定理可求得水平滑槽BC的长度.
【解答】解:(1)设儿童在AB段的加速度为a,依牛顿第二定律有:mgsin37°﹣μmgcos37°=ma
∴a=gsin37°﹣μmgcos37°=2(m/s2)
AB=s1=
由v b2=2as1得
v B=2m/s
(2)设儿童到达C点时速度为v C,依mg=m
∴v c==(m/s)
设BC长为s2,依动能定理,有﹣μmgs2=mv c2﹣mv B2
∴s2=1(m)
答:(1)儿童由A处静止起滑到B处时的速度为2m/s;(2)水平滑槽BC至少为1m.
13.如图所示是一皮带传输装载机械的示意图.井下挖掘工将矿物无初速度地放置于沿图示方向运行的传送带A端,被传输到末端B处,再沿一段圆形轨道到达轨道的最高点C处,然后水平抛到货台上.已知半径为R=0.4m的圆形轨道与传送带在B点相切,O点为半圆的圆心,BO、CO分别为圆形轨道的半径,矿物m可视为质点,传送带与水平面间的夹角θ=37°,矿物与传送带间的动摩擦因数μ=0.8,传送带匀速运行的速度为v0=8m/s,传送带AB点间的长度为s AB=45m.若矿物落点D处离最高点C点的水平距离为x CD=2m,竖直距离为h CD=1.25m,矿物质量m=50kg,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10m/s2,不计空气阻力.求:(1)矿物到达B点时的速度大小;
(2)矿物到达C点时对轨道的压力大小;
(3)矿物由B点到达C点的过程中,克服阻力所做的功.
【考点】动能定理;功的计算.
【分析】(1)先假设矿物在AB段始终加速,根据动能定理求出矿物到达B点时的速度大小,将此速度与送带匀速运行的速度v0=8m/s进行比较,确定假设是否合理,从而得到矿物到达B点时的速度.
(2)矿物从C到D过程做平抛运动,由平抛运动的规律求出经过C点时的速度大小,根据牛顿第二定律求得轨道对矿物的压力,即可得到矿物到达C点时对轨道的压力大小.
(3)矿物由B到C过程中,重力和阻力做功,由动能定理求解克服阻力所做的功.
【解答】解:(1)假设矿物在AB段始终处于加速状态,由动能定理可得:
(μmgcosθ﹣mgsinθ)s AB=
代入数据得:v B=6m/s
由于v B<v0=8m/s,故假设成立,则矿物B处速度为6m/s.
(2)设矿物对轨道C处压力为F,由平抛运动知识可得:
s CD=v C t
h CD=gt2.
代入数据得矿物到达C处时速度为:v C=4m/s
由牛顿第二定律可得:
F+mg=m
代入数据得:F=1500N
根据牛顿第三定律可得所求压力为:F′=F=1500N。

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