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江西上饶中学2016届高三第一次月考物理


上饶中学 2015—2016 学年高三上学期第一次月考 物 理 试 卷(重点、潜能班)
时间:90 分钟 分值:100 分 命题人:戴新华

一、 选择题 (本大题共 12 小题. 每小题 4 分, 共 48 分. 在每小题给出的四个选项中, 第 1~ 8 题只有一项符合题目要求,第 8~12 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. ) 1.在经典力学建立过程中,伽利略、牛顿等物理学家做出了彪炳史册的贡献.关于物理学 家的贡献,下列说法正确的是( )

A. 伽利略在对自由落体运动的研究中,采用了以实验检验猜想和假设的科学方法 B. 牛顿发现了万有引力定律并通过实验测量得出了引力常量 G C. 牛顿认为站在足够高的山顶上无论以多大的水平速度抛出物体,物体都会落回地面 D. 伽利略揭示了力与运动的关系,并用实验验证了在水平面上运动的物体若没有摩擦, 将保持这个速度一直运动下去 2.如图所示,A、B 两物块叠放在一起,在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直 线运动,运动过程中 B 受到的摩擦力( A.方向向左,大小不变 C.方向向右,大小不变 ) B.方向向左,逐渐减小 D.方向向右,逐渐减小 )

3.一物体运动的速度﹣时间图像如图所示,由此可知( A. 在 2t0 时间内物体的加速度一直在减小 B. 在 2t0 时间内物体的速度一直在减小 C. 在 2t0 时间内物体所受的合力先减小后增大 D. 在 2t0 时间内物体的速度变化量为 0

4. A、B、C 三个物体通过细线和光滑的滑轮相连,处于静止状态,如图所示,C 是一箱砂 子,砂子和箱的重力都等于 G,动滑轮的质量不计,打开箱子下端开口,使砂子均匀流出,经 过时间 t0 流完,则图中哪个图线表示在这过程中桌面对物体 B 的摩擦力 f 随时间的变化关系 ( )

A.

B.

C.

D.

5.由于受太阳系中辐射出的高能射线和卫星轨道所处的空间存在极其稀薄的大气影响,对 我国神州飞船与天宫目标飞行器在离地面 343km 的近圆形轨道上的载人空间交会对接.下面 说法正确的是( )

A. 为实现对接,两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间 B. 如不加干预,在运行一段时间后,天宫一号的动能可能会减小 C. 如不加干预,天宫一号的轨道高度将缓慢降低 D. 航天员在天宫一号中处于失重状态,说明航天员不受地球引力作用 6.一个物体在三个共点力 F1、F2、F3 作用下做匀速直线运动.现保持 F1、F2 不变,不改变 F3 的大小,只将 F3 的方向顺时针转过 60°后,下列说法中正确的是( A.力 F3 一定对物体做负功 C.物体一定做匀变速曲线运动 B.物体的动能可能不变 D.物体可能做匀变速直线运动 )

7.如图所示,相距为 L 的 A、B 两质点沿相互垂直的两个方向以相同的速率 v 做匀速直线运动,则在运动过程中,A、B 间的最短距离为( A. B.L C. ) D.2L

8.若以水平地面为零势能面,已知小球水平抛出时重力势能等于动能的 2 倍,那么在小球 运动过程中,当其动能和势能相等时,水平速度和竖直速度之比为( A. :1 B. :1 C.1: D.1:1 )

9.如图所示,内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面,圆锥筒固定不动,让两个质量相同 的小球 A 和小球 B,紧贴圆锥筒内壁分别在水平面内做匀速圆周运动,则( A.A 球的线速度一定大于 B 球的线速度 B.A 球的角速度一定大于 B 球的角速度 C.A 球的向心加速度一定等于 B 球的向心加速度 D.A 球对筒壁的压力一定大于 B 球对筒壁的压力 10.如图所示,一辆小车静止在水平地面上,车内固定着一个倾角为 60°的光滑斜面 OA, 光滑挡板 OB 可绕转轴 O 在竖直平面内转动.现将一重力为 G 的圆 球放在斜面与挡板之间,挡板与水平面的夹角θ =60°.下列说法 正确的是( ) )

A. 若保持挡板不动,则球对斜面的压力大小为 G B. 若挡板从图示位置顺时针方向缓慢转动 60°,则球对斜面的压力逐渐增大 C. 若挡板从图示位置顺时针方向缓慢转动 60°,则球对挡板的压力逐渐减小

D. 若保持挡板不动,使小车水平向右做匀加速直线运动,则球对挡板的压力可能为零 11.如图所示.轻质弹簧的一端与固定的竖直板 P 拴接,另一端与物体 A 相连,物体 A 静 止于光滑水平桌面上,右端接一细线,细线绕过光滑的定滑轮与物体 B 相连.开始时用手托 住 B,让细线恰好伸直,然后由静止释放 B,直至 B 获得最大速度时.下列有关这一过程的分 析正确的是( )

A. B 物体的动能增加量小于 B 物体重力势能的减少量 B. B 物体机械能的减少量等于弹簧的弹性势能的增加量 C.细线拉力对 A 做的功等于 A 物体与弹簧所组成的系统机械能的 增加量 D.合力对 A 先做正功后做负功 12.如图 1 所示,固定的粗糙斜面长为 10m,一小滑块自斜面顶端由静止开始沿斜面下滑的 过程中,小滑块的动能 Ek 随位移 x 的变化规律如图 2 所示,取斜面底端为重力势能的参考平 面,小滑块的重力势能 Ep 随位移 x 的变化规律如图 3 所示,重力加速度 g=10m/s .根据上述 信息可以求出( )
2

A. 斜面的倾角 C. 小滑块与斜面之间的动摩擦因数

B. 小滑块下滑时合力的大小 D. 小滑块受到的滑动摩擦力的大小

二、实验填空题(本题共 8 小空,每空 3 分,共 24 分.) 13.如图所示为用光电门测定钢球下落时受到的阻力的实验装置。直径为 d 质量为 m 的钢 球自由下落过程中,先后通过光电门 A、B,计时装置测出钢球通过 A、B 的时间分别为 tA,tB。 用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光 电门的瞬时速度。 已知测出两光电门的距离为 h, 当地的重力加速度为 g。 (1)钢球下落的加速度大小 a=___________________,钢球受到的空气 平均阻力 Ff=________________。 (2)本题“用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬 时速度” ,但从严格意义上讲是不准确的,实际上钢球通过光电门的平均速度_______(选填 “大于” 、 “小于” 或 “等于” ) 钢球球心通过光电门的瞬时速度, 导致测量钢球所受的阻力______ 实际受到的阻力(选填“大于” 、 “小于”或“等于” ) 。 14.用如图 1 所示的实验装置验证牛顿第二定律. (1)完成平衡摩擦力的相关内容:

①取下砂桶,把木板不带滑轮的一端垫高,接通打点计时器电源,________(选填“静止释 放” 或 “轻轻推动” ) 小车, 让小车拖着纸带运动. ②如果打出的纸带如图 2 所示,则应_____(选填 “增大”或“减小” )木板的倾角,反复调节,直 到纸带上打出的点迹______, 平衡摩擦力才完成. (2)如上图所示是某次实验中得到的一条纸带, 其中 A、B、C、D、E 是计数点(每打 5 个点取一 个计数点) ,其中 L1=3.07cm,L2=12.38cm, L3=27.87cm, L4=49.62cm. 则打 C 点时小车的速度 为______m/s. (结果保留小数点后二位有效数字) 三、计算题(本题共 3 小题,共 28 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) 15. (9 分)半径 R=0.3m 的圆环固定在竖直平面内,O 为圆心,A、C 是圆环 的竖直直径.一个质量 m=0.3kg 的小球套在圆环上,若小球从图示的位置 B 点 由静止开始下滑,已知小球到达 C 点时的速度 vC=2m/s,g 取 10m/s ,求: (1)小球经过 C 点时对环的压力的大小. (2)小球从 B 到 C 的过程中,摩擦力对小球做的功
2

16. (9 分)如图,在光滑的水平面上停放有一长木板 A,A 的左端放有一质量与 A 的质量相 同的小滑块 B.在将 A 固定(A 不能滑动)和不固定(A 能自由滑动)两种情况下,给 B 施一 大小均为 F=4.7N 的水平向右的拉力, 使 B 由静止开始向右运动, 测得在 A 不固定时 B 滑至 A 的右端所用的时间是在 A 固定情况下 B 滑至 A 的右端所用的时间的 1.2 倍,求 A、B 之间滑动摩擦力 的大小是多少?

17. (10 分)如图所示,在距水平地面高为 0.4m 处,水平固定一根长直光滑杆,杆上 P 处 固定一定滑轮, 滑轮可绕水平轴无摩擦转动, 在 P 点的右边, 杆上套一质量 m=3kg 的滑块 A. 半 径 R=0.3m 的光滑半圆形轨道竖直地固定在地面上,其圆心 O 在 P 点的正下方,在轨道上套有 一质量 m=3kg 的小球 B.用一条不可伸长的柔软细绳,通过定滑轮将两小球连接起来.杆和半 圆形轨道在同一竖直面内,滑块和小球均可看作质点,且不计滑轮大小的影响.现给滑块 A 施加一个水平向右、大小为 60N 的恒力 F,则: (1)求把小球 B 从地面拉到半圆形轨道顶点 C 的过程中力 F 做的功. (2)求小球 B 运动到 C 处时所受的向心力的大小. (3)问小球 B 被拉到离地多高时滑块 A 与小球 B 的速度大小 相等?

上饶中学 2015—2016 学年高三上学期第一次月考 物理参考答案(重点、潜能班)
一、选择题(本大题共 12 小题.每小题 4 分,共 48 分.在每小题给出的四个选项中,第 1~ 8 题只有一项符合题目要求,第 8~12 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. ) 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 题号 答案 A 9 AC A 10 AD C 11 AC B 12 BD C D A A

二、实验填空题(本题共 8 小空,每空 3 分,共 24 分.)

13、

,小于,大于

14、 ①轻轻推动; ②减小, 间隔均匀; (2) 1.24, 注:选择解析: 1、考点:物理学史. 专题: 常规题型. 分析: 根据物理学史和常识解答,记住著名物理学家的主要贡献即可. 解答: 解:A、伽利略在对自由落体运动的研究中,采用了以实验检验猜想和假设的科学方 法,故 A 正确; B、牛顿发现了万有引力定律,卡文迪许通过实验测量得出了引力常量 G,故 B 错误; C、牛顿曾设想,从高山上水平抛出的物体,速度一次比一次大,落地点就一次比一次远. 如果抛出速度足够大,物体不会落回地面,将绕地球运动,成为人造地球卫星.故 C 错误; D、伽俐略揭示了力与运动的关系,用理想实验法指出在水平面上运动的物体若没有摩擦,将 保持这个速度一直运动下去,故 D 错误; 故选:A. 点评: 本题考查物理学史,是常识性问题,对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加 强记忆,这也是考试内容之一. 2、考点:牛顿第二定律;滑动摩擦力. 专题:整体法和隔离法. 分析:整体法和隔离法是动力学问题常用的解题方法. 解答: 解:A、B 两物块叠放在一起共同向右做匀减速直线运动,对 A、B 整体根据牛顿第 二定律有

然后隔离 B,根据牛顿第二定律有 fAB=mBa=μmBg 大小不变, 物体 B 做速度方向向右的匀减速运动,故而加速度方向向左,摩擦力向左; 故选 A. 点评:对于连接体问题可以用整体法求加速度,用隔离法求解系统内力! 3、考点:匀变速直线运动的图像. 专题: 运动学中的图像专题.

分析: 在速度﹣时间图象中,某一点代表此时刻的瞬时速度,时间轴上方速度是正数,时 间轴下方速度是负数;图线的斜率表示加速度,加速度与合力的关系满足牛顿第二定律;根 据这些知识分析物体的运动情况 解答:解:A、图线的斜率表示加速度,则知在 2t0 时间内物体的加速度先减小后增大,故 A 错误. B、在 2t0 时间内物体的速度先沿正向减小,后沿负向增大,故 B 错误. C、在 2t0 时间内物体的加速度先减小后增大,根据牛顿第二定律知,合力先减小后增大,故 C 正确. D、在 2t0 时间内物体的速度变化量为△v=﹣v0﹣v0=﹣2v0≠0,故 D 错误. 故选:C 点评: 本题考查对图象的识别,重点要看清坐标轴,其次要看斜率,要注意速度和加速度 都是矢量,不仅要关注它们的大小,还要注意它们的方向. 4、考点: 滑动摩擦力. 专题: 摩擦力专题. 分析: 以 AB 两个物体整体作为研究对象,根据平衡条件研究桌面对物体 B 的摩擦力 f. 解答: 解:设绳子的张力大小为 T.以 AB 两个物体组成的整体作为研究对象,根据平衡条 件得,桌面对物体 B 的摩擦力 f=2T.设 t 时刻砂子流掉的重力为 G′,则由题可知,G′=kt, t 时刻对 C:由平衡条件得,2T=2G﹣G′,则有 f=2G﹣G′=2G﹣kt,可见,f 与 t 是线性关 系,f﹣t 图象是向下倾斜的直线.当 t=0 时,f=2G,t=t0 时,f=G.故 B 正确. 故选 B 点评: 要严格研究并选择图象,必须根据物理规律得到解析式,再由数学知识进行选择. 5、考点:人造卫星的加速度、周期和轨道的关系. 专题: 热力学定理专题. 分析: 万有引力提供圆周运动的向心力,所以第一宇宙速度是围绕地球圆周运动的最大速 度,卫星由于摩擦阻力作用,轨道高度将降低,运行速度增大,失重不是失去重力而是对悬 绳的拉力或支持物的压力减小的现象.根据相应知识点展开分析即可. 解答: 解: A、 第一宇宙速度为最大环绕速度, 天宫一号的线速度一定小于第一宇宙速度. 故 A 错误; B、根据万有引力提供向心力有: 大,故动能将增大.故 B 错误; C、卫星本来满足万有引力提供向心力即 ,由于摩擦阻力作用卫星的线速度减小, 解得: 得轨道高度降低,卫星的线速度增

提供的引力大于卫星所需要的向心力故卫星将做近心运动,即轨道半径将减小,故 C 正确; D、失重状态说明航天员对悬绳或支持物体的压力为 0,而地球对他的万有引力提供他随天宫 一号围绕地球做圆周运动的向心力,所以 D 错误 故选:C. 点评: 解决卫星运行规律问题的核心原理是万有引力提供向心力,通过选择不同的向心力 公式,来研究不同的物理量与轨道半径的关系. 6、考点:物体做曲线运动的条件;功的计算. 分析:三力平衡中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线,故先求出除 F3 外的两个 力的合力,然后将转向后的力 F3 与除 F3 外的两个力的合力合成,即可求出合力,根据合力与 速度方向的关系判断做什么运动,根据转向后 F3 与速度方向的关系判断做正功还是负功. 解答: 解:B、力平衡中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线,故除 F3 外的两 个力的合力大小等于 F3,方向与 F3 反向,故等效成物体受两个互成 120°的大小等于 F3 的力 作用;根据平行四边形定则可知,两个大小相等且互成 120°的力合成时,合力在两个分力的 角平分线上,大小等于分力,故此时物体所受到的合力大小为 F3,合外力为恒力且不为零, 物体的动能一定改变,故 B 错误;

A、若此时合力方向与速度方向相同,则物体做匀变速直线运动,F3 与速度方向为 60°,力 F3 做正功,故 AC 错误,D 正确; 故选:D 点评:本题关键在于三力平衡中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线;同时用到 两个大小相等且互成 120°的力合成时,合力在两个分力的角平分线上,且大小等于两分力 7、考点:运动的合成和分解. 专题:运动的合成和分解专题. 分析:根据在相等的时间内,由位移公式可确定各自位移,并由三角形来确定位移关系,根据 距离与时间关系,确定何时取最小值. 解答: 解:设经过时间 t 后,A 的位置为 L﹣vt.B 的位置为 vt AB= , 解得:AB= 最小值为 ,则当 t= ,故 A 正确,BCD 错误; 时,AB 最小.

故选 A 另,本题的解法也可用运动的合成并选其中一物体为参考系,如此会更为简便。 点评:考查位移公式,并根据数学表达式来确定,在时间取何值时,距离取最小值. 8、考点:机械能守恒定律. 专题:机械能守恒定律应用专题. 分析: 根据动能与势能之间的关系可用高度表示速度; 根据机械能守恒定律可求得动能和势能 相等时的竖直分速度;则可求得水平速度和竖直速度之比. 2 解答: 解:最高点处时有: mgh=2Ek=mv0 ; 解得:v0= 设动能和势能相等时,高度为 h′;由机械能守恒定律可知: mgh′+ mv =mgh+ mv0
2 2

联立解得:h′=

则竖直分速度为:vy=

=

故水平速度和竖直速度之比为: v0:vy= :1; 故选:A. 点评:本题考查机械能守恒定律的应用,本题要注意物理量较多,故应正确设置中间量进行转 换. 9、考点:向心力;牛顿第二定律. 专题:牛顿第二定律在圆周运动中的应用. 分析:小球受重力和支持力,靠重力和支持力的合力提供圆周运动的向心力,根据 F 合 =ma= =mω r 比较线速度、角速度、加速度.
2

解答: 解:A、对小球受力分析,小球受到重力和支持力,它们的合力提供向心力,如图 根据牛顿第二定律,有: F=mgtanθ=ma= 解得:v= =mω r, ,a=gtanθ,ω= .A 的半径大,则 A 的线速度大,角速度小,向
2

心加速度相等.故 AC 正确,B 错误. D、因为支持力 N= ,支持力等于球对筒壁的压力,知球 A 对筒壁的压

力一定等于球 B 对筒壁的压力.故 D 错误. 故选:AC. 点评:解决本题的关键知道圆周运动向心力的来源,结合牛顿第二定律进行求 解. 10、考点:共点力平衡的条件及其应用;物体的弹性和弹力. 专题: 共点力作用下物体平衡专题.

分析: 以球为研究对象,球处于静止状态,受力平衡,对球进行受力分析,求出挡板对球 的作用力, 若挡板从图示位置顺时针方向缓慢转动 60°,分析小球受力情况,作出力图,运用图解法,分 析支持力的变化情况即可. 解答: 解:A、球处于静止状态,受力平衡,对球进行受力分析,如图所示: FA、FB 以及 G 构成的三角形为等边三角形, 根据几何关系可知,FA=FB=G,故 A 正确; B、若挡板从图示位置顺时针方向缓慢转动 60°,根据图象可知,FB 先减小后增大,根据牛顿第三定律可知,球对挡板的压力先减小后增 大,故 BC 错误; D、若保持挡板不动,使小车水平向右做匀加速直线运动,当 FA 和 重力 G 的合力正好提供加速度时,球对挡板的压力为零,故 D 正确. 故选:AD 点评: 本题运用图解法,分析动态平衡问题,比较直观简便,也可以采用函数法,由数学 知识分析力的变化. 11、考点:功能关系;动能和势能的相互转化. 分析: 本题首先要分析清楚过程中物体受力的变化情况,清理各个力做功情况;根据功能 关系明确系统动能、 B 重力势能、 弹簧弹性势能等能量的变化情况, 注意各种功能关系的应用. 解答: 解:A、对于 B 物体,只有重力与细线拉力做功,根据动能定理可知,B 物体动能的 增量等于它所受重力与拉力做功之和,所以 B 物体的动能增加量小于 B 物体重力势能的减少 量.故 A 正确; B、整个系统中,根据功能关系可知,B 减小的机械能能转化为 A 的机械能以及弹簧的弹性势 能,故 B 物体机械能的减少量大于弹簧弹性势能的增加量,故 B 错误; C、系统机械能的增量等于系统除重力和弹簧弹力之外的力所做的功,A 物体与弹簧所组成的 系统机械能的增加量等于细线拉力对 A 做的功,故 C 正确; D、由题意由静止释放 B,直至 B 获得最大速度,该过程中 A 物体的速度一直在增大,所以 动能一直在增大.合力一直对 A 做正功.故 D 错误. 故选:AC. 12、考点:动能定理;重力势能. 分析: 根据动能图象由动能定理可以求出合力的大小,根据势能图象可以得出物体的初始 势能. 解答: 解:由图象知,物体的初势能为 100J,末动能为 25J. A、因为斜面长度为 10m,但不知道物体的质量,故不能根据初势能和斜面长度确定斜面的倾 角,故 A 错误; B、根据动能定理可以求得物体所受的合力大小,故 B 正确; C、根据动能定理可以求得物体受到的合力,根据能量守恒可以求出阻力做的功,再由斜面长 度可求得摩擦力的大小,但因物体质量和倾角未知,故不能求得动摩擦因数的大小,故 C 错 误; D、根据能量守恒可以求得下滑过程中克服摩擦力做功为 75J,而斜面长度为 10m,故可求得 滑块下滑时受到滑动摩擦力的大小为 7.5N,故 D 正确. 故选:BD. 点评: 读懂图象及其反应的物理意义,知道物体在斜面上下滑时的受力特征是正确解题的 关键,不难属于基础题. 三、 计算题 (本题共 3 小题, 共 28 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) 15. (9 分)半径 R=0.3m 的圆环固定在竖直平面内,O 为圆心,A、C 是圆环的竖直直径.一个 质量 m=0.3kg 的小球套在圆环上,若小球从图示的位置 B 点由静止开始下滑,已知小球到达 C 2 点时的速度 vC=2m/s,g 取 10m/s ,求: (1)小球经过 C 点时对环的压力的大小. (2)小球从 B 到 C 的过程中,摩擦力对小球做的功. 考点:动能定理;向心力.

专题:动能定理的应用专题. 分析: (1)在 C 点,靠径向的合力提供向心力,结合牛顿第二定律求出小球在 C 点所受的弹 力大小,从而得出小球经过 C 点对环的压力大小. (2)对 B 到 C 的过程运用动能定理,求出摩擦力对小球做功的大小. 解答: 解: (1)设环对小球的弹力为 FN,根据牛顿第二定律有 FN﹣mg=m , 所以 FN=m +mg 代入数据得 FN=7 N

根据牛顿第三定律得,小球对环的压力大小为 7 N. (2)小球从 B 到 C 过程中,根据动能定理有: mg(R+Rcos 60°)+Wf= m

代入数据求得:Wf=﹣0.75J. 答: (1)小球经过 C 点时对环的压力的大小为 7N. (2)小球从 B 到 C 的过程中,摩擦力对小球做的功为﹣0.75J. 点评:本题考查了动能定理和牛顿第二定律的综合运用,知道最低点向心力的来源,结合牛顿 第二定律和动能定理进行求解,难度不大. 16. (9 分)如图,在光滑的水平面上停放有一长木板 A,A 的左端放有一质量与 A 的质量相同 的小滑块 B.在将 A 固定(A 不能滑动)和不固定(A 能自由滑动)两种情况下,给 B 施一大 小均为 F=4.7N 的水平向右的拉力,使 B 由静止开始向右运动,测得在 A 不固定时 B 滑至 A 的 右端所用的时间是在 A 固定情况下 B 滑至 A 的右端所用的时间的 1.2 倍,求 A、B 之间滑动摩 擦力的大小是多少? 考点:牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系. 专题:牛顿运动定律综合专题. 分析:当 A 固定时,B 做匀加速直线运动,当 A 不固定时,A 做匀加速直线运动,B 做匀加速直线运动,结合牛顿第二定律和运动学公式列出方程组,结合 运动时间的关系求出摩擦力与 F 的表达式,从而得出摩擦力的大小. 解答: 解:设木板 A 的长度为 L,A、B 质量均为 m,A、B 间的摩擦力大小为 f,A 固定时, B 滑至 A 的右端所用的时间是 t1,A 不固定时 B 滑至 A 的右端所用的时间是 t2,则 A 固定时,B 以加速度 a1 向右运动,有 F﹣f=ma1 L= ,

A 不固定时,B 仍以加速度 a1 向右运动,A 以加速度 a2 向右运动,有 f=ma2, L= 已知 t2=1.2t1 代入数据得:f=1.1N.

由上述方程可解得:

答: A、B 之间滑动摩擦力的大小是 1.1N. 点评:解决本题的关键理清 A、B 的运动规律,结合牛顿第二定律和运动学公式综合求解,难 度中等. 17. (10 分)如图所示,在距水平地面高为 0.4m 处,水平固定一根长直光滑杆,杆上 P 处固 定一定滑轮,滑轮可绕水平轴无摩擦转动,在 P 点的右边,杆 上套一质量 m=3kg 的滑块 A. 半径 R=0.3m 的光滑半圆形轨道竖 直地固定在地面上,其圆心 O 在 P 点的正下方,在轨道上套有 一质量 m=3kg 的小球 B.用一条不可伸长的柔软细绳,通过定 滑轮将两小球连接起来.杆和半圆形轨道在同一竖直面内,滑 块和小球均可看作质点,且不计滑轮大小的影响.现给滑块 A 施加一个水平向右、大小为 60N 的恒力 F,则: (1)求把小球 B 从地面拉到半圆形轨道顶点 C 的过程中力 F 做的功. (2)求小球 B 运动到 C 处时所受的向心力的大小. (3)问小球 B 被拉到离地多高时滑块 A 与小球 B 的速度大小相等? 考点: 功能关系;功的计算. 专题: 功的计算专题.
所有

分析: (1)根据几何知识求出滑块移动的位移大小,再求解力 F 做的功. (2)当 B 球到达 C 处时,滑块 A 的速度为零,力 F 做的功等于 AB 组成的系统机械能的增 加,根据功能关系列方程求解小球 B 运动到 C 处时的速度大小 v.由向心力公式 求向

心力. (3)当绳与轨道相切时两球速度相等,小滑块 A 与小球 B 的速度大小相等,由几何知识求出 小球 B 上升的高度. 解答: 解: (1)对于 F 的做功过程,由几何知识有 则力 F 做的功 所以,W=60×(0.5﹣0.1)=24J. (2)由于 B 球到达 C 处时,已无沿绳的分速度,所以此时滑块 A 的速度为零, 考察两球及绳子组成的系统的能量变化过程,由功能关系,得 代入已知量,得 解得 因为向心力公式为 所以,代入已知量,得

(3)当绳与轨道相切时两球速度相等, 由相似三角形知识,得 代入已知量,得 所以,

答: (1)把小球 B 从地面拉到半圆形轨道顶点 C 的过程中力 F 做的功为 24J. (2)小球 B 运动到 C 处时所受的向心力的大小是 100N. (3)小球 B 被拉到离地 0.225m 高时滑块 A 与小球 B 的速度大小相等.

点评: 本题连接体问题,从功能关系研究物体的速度与高度,关键分析两物体之间的关系和 运用几何知识研究物体的位移.


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