2021年秋季高三物理開(kāi)學(xué)摸底考試卷02山東專用（解析版）

2021年秋季高三開(kāi)學(xué)摸底考試卷02

班級(jí)姓名分?jǐn)?shù)

（考試時(shí)間：90分鐘試卷滿分：100分）

一、單項(xiàng)選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題

目要求。

1.某同學(xué)用手機(jī)計(jì)步器記錄了自己從家到公園再回到家的鍛煉情況，如圖所示，則下列說(shuō)法正確的

是（）

A.圖中的6.65公里指的是位移大小

B.圖中的速度5.0千米/小時(shí)為瞬時(shí)速度

C.圖中的速度5.0千米/小時(shí)為平均速率

D.圖中的速度5.0千米/小時(shí)為平均速度的大小

【答案】C

【解析】

A.手機(jī)計(jì)步器記錄的行程為該同學(xué)在這段時(shí)間內(nèi)行走的路程，即圖中的6.65公里指的是路程，故

A錯(cuò)誤；

BCD.圖中的速度5.0千米/小時(shí)為對(duì)應(yīng)路程與時(shí)間之比，即平均速率，故C正確，B、D錯(cuò)誤。

故選C。

2.機(jī)動(dòng)車在批量生產(chǎn)之前，要多次進(jìn)行性能測(cè)試。某款新型農(nóng)用車正在平直道路上進(jìn)行投產(chǎn)前的測(cè)

試。某時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，該車的運(yùn)動(dòng)圖像圖像，X為運(yùn)動(dòng)位移，f為運(yùn)動(dòng)時(shí)間）如圖所示。關(guān)

于該車的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）

A.此車做的是勻加速直線運(yùn)動(dòng)

B.此車的加速度大小為Im"

C.計(jì)時(shí)開(kāi)始時(shí),此車的速度為10m/s

D.此車將停在距出發(fā)點(diǎn)50m處

【答案】C

【解析】

A.根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移時(shí)間公式

得

即二-,圖像是一條傾斜直線，所以由圖像可知機(jī)動(dòng)車做勻減速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

rt

BC.將坐標(biāo)（1,9）和（2,19）代入

解得

%=10m/s,a=-2m/&2

選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確；

D.停車時(shí)機(jī)動(dòng)車速度減為0,由速度公式和位移公式

12

u=%+W,x=vQt+—at

聯(lián)立解得

f=5s,x=25m

選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

故選C。

3.抖空竹是大家喜歡的一項(xiàng)運(yùn)動(dòng)。如圖所示，細(xì)桿的兩端固定一根軟線，并繞過(guò)空竹，通過(guò)左右上

下移動(dòng)細(xì)桿，可使空竹移動(dòng)至不同位置。假設(shè)空竹光滑，軟線質(zhì)量不計(jì)，若表演者左手保持不動(dòng)，

在右手完成下動(dòng)作時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）

A.右手豎直向下緩慢移動(dòng)的過(guò)程中，軟線的拉力增大

B.右手豎直向上慢移動(dòng)的過(guò)程中，軟線的拉力減小

C.右手水平向右緩慢移動(dòng)的過(guò)程中，軟線的拉力不變

D.右手水平向右緩慢移動(dòng)的過(guò)程中，軟線的拉力增大

【答案】D

【解析】

AB.如圖所示，開(kāi)始時(shí)兩個(gè)繩子是對(duì)稱的，與豎直方向夾角是相等的。

左手不動(dòng)，右手豎直向下，或向上移動(dòng)一小段距離，兩只手之間的水平距離乙不變；假設(shè)繩子的長(zhǎng)

度為X,則

Xsin6=Z,

繩子一端在上下移動(dòng)的時(shí)候，繩子的長(zhǎng)度不變，兩桿之間的距離不變，則。角度不變；兩個(gè)繩子的

合力向上，大小等于空竹的重力，由于夾角不變，所以繩子的拉力不變，故AB錯(cuò)誤：

CD.左手不動(dòng)，右手水平向右移動(dòng)一小段距離，繩子與豎直方向的夾角變大，且兩個(gè)繩子的合力不

變，根據(jù)

2Fcos3=mg

可知，拉力F變大，故C錯(cuò)誤，D正確;

故選D。

4.如圖所示，電動(dòng)遙控小車放在水平長(zhǎng)木板上面，當(dāng)它在長(zhǎng)木板上水平向左加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，長(zhǎng)木板保

持靜止，此時(shí)（）

A.小車只受重力、支持力作用

B.木板對(duì)小車的摩擦力方向水平向右

C.木板對(duì)小車的作用力與小車對(duì)木板的作用力大小一定相等

D.木板對(duì)小車的作用力方向水平向左

【答案】C

【解析】

A.小車加速向左運(yùn)動(dòng)，受到自身的重力和電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力，受到長(zhǎng)木板對(duì)小車的支持力和阻力作用，

故A錯(cuò)誤；

B.小車向左加速運(yùn)動(dòng)，是長(zhǎng)木板給小車輪胎的摩擦力使其加速，小車輪胎相對(duì)木板有向右運(yùn)動(dòng)的趨

勢(shì)，所以長(zhǎng)木板給輪胎水平向左的靜摩擦力，故B錯(cuò)誤；

CD.木板對(duì)小車的作用力包括豎直向上的支持力和水平方向的阻力，根據(jù)平行四邊形定則可知合力

方向一定不在水平方向；木板對(duì)小車的作用力與小車對(duì)木板的作用力是一對(duì)相互作用力，等大反向，

故C正確，D錯(cuò)誤。

故選Co

5.如圖所示，甲、乙兩同學(xué)模擬古代投壺比賽，他們自P、Q兩點(diǎn)分別以口、也的速度同時(shí)水平拋

出小球，P比。位置更高，兩小球均射到壺口。點(diǎn)，且在。點(diǎn)時(shí)速度方向相同，忽略空氣阻力，下

列說(shuō)法正確的是（）

A.兩小球拋出的初速度相等

B.兩小球飛行時(shí)間相等

C.拋出點(diǎn)P、。與。共線

D.兩小球到達(dá)。點(diǎn)的速度相等

【答案】C

【解析】

AB.速度方向相同，則速度方向與水平方向夾角相同

自P點(diǎn)拋出小球的飛行時(shí)間長(zhǎng)，因此拋出的初速度大，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；

D.到達(dá)。點(diǎn)的速度

到達(dá)。點(diǎn)的速度不等，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤；

C.位移方向與水平方向夾角

因此PQO共線，故選項(xiàng)C正確。

故選C。

6.如圖所示，飛機(jī)特技表演既震撼又刺激一質(zhì)量為機(jī)的飛行員駕駛飛機(jī)在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)

動(dòng)，飛行至最低點(diǎn)時(shí)飛行員對(duì)座椅的壓力大小為飛行至最高點(diǎn)時(shí)飛行員對(duì)座椅的壓力大小為

已知重力加速度為g,則M與M大小之差為（）

A.0B.2mgC.4根gD.6mg

【答案】B

【解析】

由牛頓第二定律得在最低點(diǎn)有

在最高點(diǎn)有

聯(lián)立解得

故B項(xiàng)正確，ACD錯(cuò)誤。

故選Bo

命題人講評(píng)

【命制過(guò)程】

本題以飛機(jī)特技表演為情景進(jìn)行命制，以豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)考查理解、推理論證等學(xué)科能力。

【得分錦囊】

在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)進(jìn)行正確的受力分析，并根據(jù)牛頓第二定律列出方程。

【易錯(cuò)分析】

受力分析時(shí)遺漏重力，導(dǎo)致錯(cuò)選。

7.2020年7月31日，北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)如圖甲所示，建成暨開(kāi)通儀式在北京舉行。如圖

乙所示為55顆衛(wèi)星繞地球在不同軌道上運(yùn)動(dòng)的Igr-lgT圖像，其中T為衛(wèi)星的周期，r為衛(wèi)星的軌

道半徑，1和2對(duì)應(yīng)其中的兩顆衛(wèi)星。下列說(shuō)法正確的是（）

A.⑷與地球質(zhì)量有關(guān)

B.圖像的斜率與地球質(zhì)量有關(guān)

C.衛(wèi)星2的機(jī)械能大于衛(wèi)星1的機(jī)械能

D.衛(wèi)星2的向心加速度大于1的向心加速度

【答案】A

【解析】

AB.由引力作為向心力可得

兩邊同時(shí)取對(duì)數(shù)，整理得

當(dāng)lgT=O時(shí)，由圖乙可得

故即與地球質(zhì)量有關(guān)，圖線斜率為：2，與地球質(zhì)量無(wú)關(guān)，A正確，B錯(cuò)誤；

C.衛(wèi)星的機(jī)械能等于動(dòng)能與勢(shì)能的總和，由于兩顆衛(wèi)星質(zhì)量關(guān)系未知，故無(wú)法比較兩顆衛(wèi)星的機(jī)械

能，C錯(cuò)誤；

D.由引力作為向心力可得

解得

由

可知，衛(wèi)星2的軌道半徑較大，故衛(wèi)星2的向心加速度較小，D錯(cuò)誤。

故選Ao

8.蹦床(Trampoline)是一項(xiàng)運(yùn)動(dòng)員利用從蹦床反彈中表現(xiàn)雜技技巧的競(jìng)技運(yùn)動(dòng)，它屬于體操運(yùn)動(dòng)

的一種，蹦床有“空中芭蕾”之稱。在某次“蹦床”娛樂(lè)活動(dòng)中，從小朋友下落到離地面高用處開(kāi)始計(jì)

時(shí)，其動(dòng)能及與離地高度的關(guān)系如圖所示。在加~〃2階段圖像為直線，其余部分為曲線，角對(duì)應(yīng)

圖像的最高點(diǎn)，小朋友的質(zhì)量為加，重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力和一切摩擦。下列有關(guān)說(shuō)法正

確的是()

A.整個(gè)過(guò)程中小朋友的機(jī)械能守恒

B.從小朋友的腳接觸蹦床直至蹦床被壓縮至最低點(diǎn)的過(guò)程中，其加速度先增大后減小

C.小朋友從瓜下降到打過(guò)程中，蹦床的最大彈性勢(shì)能為E?m=rngh\

D.小朋友處于人=心高度時(shí)，蹦床的彈性勢(shì)能為穌=〃%(生-%)

【答案】D

【解析】

A.小朋友與蹦床組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，A錯(cuò)誤；

B.小朋友的腳接觸蹦床到彈力等于重力的過(guò)程中有

mg-kx=tna

小朋友下降過(guò)程中X增大，則?減小，當(dāng)彈力等于重力到蹦床被壓縮至最低點(diǎn)的過(guò)程中有

kx-mg=inar

小朋友下降過(guò)程中X增大，則優(yōu)增大，則從小朋友的腳接觸蹦床直至蹦床被壓縮至最低點(diǎn)的過(guò)程中，

其加速度先減小后增大，B錯(cuò)誤；

C.小朋友從小下降到自過(guò)程中,蹦床的最大彈性勢(shì)能為Epm=mg（加-加）,C錯(cuò)誤；

D.小朋友處于/『人4高度時(shí)，根據(jù)機(jī)械能守恒有

mg（fi2-lu）=Ep

D正確。

故選De

二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目

要求。全部選對(duì)得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。

9.在光滑水平地面上放置一足夠長(zhǎng)的質(zhì)量為例的木板8如圖甲所示，其上表面粗糙，在木板B上

面放置一個(gè)質(zhì)量為相、可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊A,現(xiàn)在給A一個(gè)水平向左的拉力凡用傳感器得到A的

加速度隨外力尸的變化關(guān)系如圖乙所示，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g=10m/s2,則（）

A.物塊A的質(zhì)量為機(jī)=lkg

B.木板B的質(zhì)量為M=3kg

C.AB之間的最大靜摩擦力為Z?ax=3N

D.當(dāng)A的加速為a=2m/s2時(shí)，外力尸=4N

【答案】AD

【解析】

AB.當(dāng)拉力小于3N時(shí)，A、B一起做加速度運(yùn)動(dòng)有

由圖像可得

當(dāng)拉力大于3N時(shí)，A、B相對(duì)滑動(dòng)有

整理得

由圖像可得

聯(lián)立解得

m=1kg,M-2kg,〃=0.2

所以A正確；B錯(cuò)誤；

C.AB之間的最大靜摩擦力為

所以C錯(cuò)誤；

D.當(dāng)A的加速為a=2m/s2時(shí)，外力為

所以D正確：

故選ADo

10.嫦娥工程分為三期，簡(jiǎn)稱“繞、落、回”三步走。嫦娥探測(cè)器在歷經(jīng)主動(dòng)減速、快速調(diào)整、懸停

避障、緩速下降等階段后，著陸器、上升器組合體最后穩(wěn)穩(wěn)地落于月面。如圖所示為我國(guó)嫦娥工程

第二階段的登月探測(cè)器“嫦娥三號(hào)''衛(wèi)星的飛行軌道示意圖。則

A.登月探測(cè)器在環(huán)月軌道2（橢圓軌道）上繞行時(shí)P點(diǎn)處速度最大

B.登月探測(cè)器在環(huán)月軌道1（圓軌道）的速度比月球上的第一宇宙速度小

C.登月探測(cè)器在接近月面過(guò)程噴火以減速，該過(guò)程機(jī)械能增加

D.登月探測(cè)器在環(huán)月軌道1上P點(diǎn)的速度大于在環(huán)月軌道2上尸點(diǎn)的速度

【答案】BD

【解析】

A.登月探測(cè)器在環(huán)月軌道2（橢圓軌道）上繞行時(shí)，根據(jù)開(kāi)普勒第二定律可知，遠(yuǎn)月產(chǎn)點(diǎn)處速度最

小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤：

B.根據(jù)

可得

軌道1的軌道半徑大于月球的半徑，可知登月探測(cè)器在環(huán)月軌道1（圓軌道）的速度比月球上的第

一宇宙速度小，選項(xiàng)B正確；

C.登月探測(cè)器在接近月面過(guò)程噴火以減速，該過(guò)程機(jī)械能減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D.登月探測(cè)器在環(huán)月軌道1上P點(diǎn)要制動(dòng)減速才能進(jìn)入環(huán)月軌道2,則登月探測(cè)器在環(huán)月軌道1

上P點(diǎn)的速度大于在環(huán)月軌道2上P點(diǎn)的速度，選項(xiàng)D正確。

故選BD?

11.如圖所示，在地面上以速度w拋出質(zhì)量為〃，的物體，拋出后物體落到比地面低/?的海平面上，

若以地面為參考平面且不計(jì)空氣阻力，則下列說(shuō)法中正確的是（）

A.物體落到海平面時(shí)的重力勢(shì)能為,咫/7

B.物體從拋出到落到海平面的過(guò)程重力對(duì)物體做功為mgh

C.物體在海平面上的動(dòng)能為：機(jī)1超+機(jī)

D.物體在海平面上的機(jī)械能為初）2

【答案】BCD

【解析】

A.以地面為參考平面，在海平面上的重力勢(shì)能為一”吆〃，A錯(cuò)誤；

B.從拋出到落到海平面，重力做功為桁g/z,B正確；

C.根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得

ymv2=gmvn2

所以物體在海平面上的動(dòng)能為C正確；

D.物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，機(jī)械能守恒，所以任意一點(diǎn)的機(jī)械能相等，都等于拋出時(shí)的機(jī)械能，物體在

地面上的重力勢(shì)能為零，動(dòng)能為3〃?污，故整個(gè)過(guò)程中的機(jī)械能為g，〃痔，所以物體在海平面上的機(jī)

械能為yinvo2,D正確。

故選BCD。

12.如圖所示，一籃球以水平初速度為碰撞籃板后水平彈回，速率變?yōu)樵瓉?lái)的上倍（4<1）,碰撞時(shí)

間忽略不計(jì)，彈回后籃球的中心恰好經(jīng)過(guò)籃框的中心。已知籃球的質(zhì)量為m,半徑為r,籃框中心距

籃板的距離為L(zhǎng),碰撞點(diǎn)與籃框中心的高度差為〃，不計(jì)摩擦和空氣阻力，則：（）

A.碰撞過(guò)程中，籃球的機(jī)械能守恒

B.籃板對(duì)籃球的沖量大小為（2+1）加%

C.籃球的水平初速度大小為（L-r）后

D.若籃球氣壓不足，導(dǎo)致k減小，在%不變的情況下，要使籃球中心經(jīng)過(guò)籃框中心，應(yīng)使碰撞點(diǎn)更

高

【答案】BD

【解析】

A.由題意知，碰撞過(guò)程中速度減小，籃球的機(jī)械能減小，故A錯(cuò)誤

B.以彈回的速度方向?yàn)檎较?，?jù)動(dòng)量定理可得，籃板對(duì)籃球的沖量大小

故B正確；

C.籃球彈回做平拋運(yùn)動(dòng)，由位移公式可得

聯(lián)立可得

故C錯(cuò)誤:D.若籃球氣壓不足，導(dǎo)致k減小，在％不變的情況下，籃球彈回的速度上減小，結(jié)合C

中分析可知，要使籃球中心經(jīng)過(guò)籃框中心，即水平位移不變，應(yīng)延長(zhǎng)時(shí)間，故應(yīng)使碰撞點(diǎn)更高，故

D正確。

故選BD?

三、非選擇題：本題共6小題，共60分。

13.某同學(xué)欲做“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，有鐵架臺(tái)、彈簧和多個(gè)已知質(zhì)量且質(zhì)量相

等的鉤碼。

(1)實(shí)驗(yàn)中還需要的測(cè)量工具是；

(2)用縱軸表示鉤碼質(zhì)量⑶橫軸表示彈簧的形變量x,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制出圖線如圖所示，由圖

可知彈簧的勁度系數(shù)七N/m(重力加速度g取9.8m/s2)；

(3)若某同學(xué)先把彈簧平放在桌面上使其自然伸長(zhǎng)，用直尺測(cè)出彈簧的原長(zhǎng)口,再把彈簧豎直懸掛

起來(lái)，掛上鉤碼后測(cè)出彈簧伸長(zhǎng)后的長(zhǎng)度L,把L-Lo作為彈簧的伸長(zhǎng)量x,這樣操作，由于彈簧自身

重力的影響，最后畫出的圖線可能是下列選項(xiàng)中的O

【答案】刻度尺4.9C

【解析】

(1)[11實(shí)驗(yàn)中還需要的測(cè)量工具是刻度尺；

⑵⑵根據(jù)

可得

則由圖像可知

解得

I9N/m

(3)[3]由于一開(kāi)始測(cè)出的彈簧原長(zhǎng)%是放在水平桌面上測(cè)量得，而實(shí)驗(yàn)中是將彈簧豎宜懸掛，一

開(kāi)始豎直懸掛彈簧并且不掛鉤碼的時(shí)候，由于彈簧自身的重力，彈簧已經(jīng)被拉長(zhǎng)了，故彈簧在豎直

懸掛的時(shí)候一開(kāi)始已經(jīng)有伸長(zhǎng)量了，故圖象有橫截距，且由胡克定律：F=kAx得,圖象的斜率為彈

簧的勁度系數(shù)，故圖象斜率不變，為一條傾斜直線，則圖像應(yīng)該為C。

14.做“探究功和速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，有如圖中所示的實(shí)驗(yàn)裝置。請(qǐng)回答下列問(wèn)題.

(1)實(shí)驗(yàn)裝置必須滿足的操作是:

A.需要平衡摩擦力

B.小車的質(zhì)量必須足夠大，小車的質(zhì)量要遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量

C.木板必須是光滑的

D.所用的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器必須使用交流電源

(2)用實(shí)驗(yàn)裝置打出的紙帶如乙圖所示。某同學(xué)想利用BE段驗(yàn)證動(dòng)能定理，測(cè)出紙帶上AC間的距離

SI,。尸間的距離S2,BE間的距離S3.那么，該同學(xué)用天平分別測(cè)出小車質(zhì)量股；鉤碼的總質(zhì)量肛已

知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率為了,從打.B點(diǎn)到打E點(diǎn)的過(guò)程中，小車受到的合力對(duì)小車做的功是.

小車動(dòng)能的增量是。(用題中的物理量符號(hào)表示)

【答案】AD者暨

【解析】

(DIUA.本實(shí)驗(yàn)中為了準(zhǔn)確測(cè)量小車的合外力需要平衡摩擦力，所以A正確；

B.平衡摩擦力后，由于牛頓第二定律可得小車的加合外力為

mg-F=ma,F=Ma

解得

所以如果不是利用鉤碼的重力來(lái)表示合外力，則不需要小車的質(zhì)量必須足夠大，小車的質(zhì)量不需要

遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量，所以B錯(cuò)誤；

C.木板不需要是光滑的，因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)平衡摩擦力來(lái)處理，所以C錯(cuò)誤:

D.所用的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器必須使用交流電源，所以D正確；

故選AD,

(2)[2]小車受到的合力對(duì)小車做的功為

⑶小車動(dòng)能的增量為

=Vv-h.=hL

'2T222T2

解得

w合

o

15.如圖所示，質(zhì)量加=2000kg的貨物放在質(zhì)量為《J2=4()00kg,長(zhǎng)為/=6m的貨車車廂中央，貨物可

視為質(zhì)點(diǎn)，貨物與車廂之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃=04已知貨車緊急制動(dòng)時(shí)獲得的制動(dòng)阻力戶48000N,

g取101T1/S2

(1)若貨車從靜止開(kāi)始啟動(dòng)，為防止貨物與車廂相對(duì)滑動(dòng)，求貨車啟動(dòng)時(shí)的最大加速度大小；

(2)若貨車以w=20m/s行駛，突然緊急制動(dòng)，求貨物與車廂前端相撞前貨物的速度大?。?/p>

(3)若貨車以加=20m/s行駛，為防止貨物與車廂前端相撞，求貨車減速的最大加速度大小。

【答案】(1)4m/s2；(2)16m/s；(3)m/s?

47

【解析】

(1)對(duì)貨物

解得

?i=4m/s2

(2)對(duì)車

得

?2=10m/s2

=X2-x\=(vof-yaifi)-(vot-gai/2)

代入數(shù)據(jù)得

Z=ls

所以貨物與車廂前端相撞前速度

v=vo-ai/=16m/s

(3)臨界情況下，貨物從開(kāi)始滑動(dòng)到停止運(yùn)動(dòng)通過(guò)的位移為

xi'=獸=50m

2q

則汽車從開(kāi)始剎車到停止運(yùn)動(dòng)通過(guò)的位移為

X2-xi--=47m

2

故汽車剎車的最大加速度為

16.如圖，一滑雪道由AB和3C兩段滑道組成，其中4B段傾角為夕，3C段水平，段和5c段

由一小段光滑圓弧連接，一個(gè)質(zhì)量為2kg的背包在滑道頂端A處由靜止滑下，若1s后質(zhì)量為48kg的

滑雪者從頂端以1.5m/s的初速度、3m/s2的加速度勻加速追趕，恰好在坡底光滑圓弧的水平處追上背

包并立即將其拎起，背包與滑道的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃=卷，重力加速度取g=10m/s2,sin8=1,

cos。=去，忽略空氣阻力及拎包過(guò)程中滑雪者與背包的重心變化，求：

(1)滑道A8段的長(zhǎng)度；

(2)滑雪者拎起背包時(shí)這一瞬間的速度。

【答案】(1)A=9m；(2)v=7.44m/s

【解析】

(1)設(shè)斜面長(zhǎng)度為L(zhǎng),背包質(zhì)量為町=2kg,在斜面上滑行的加速度為4,由牛頓第二定律有

解得

滑雪者質(zhì)量為嗎=48kg,初速度為%=L5m/s,加速度為%=3m/s2,在斜面上滑行時(shí)間為f,落后

時(shí)間*>=1s,則背包的滑行時(shí)間為「+%,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得

聯(lián)立解得

f=2s或t=-ls(舍去)

故可得

(2)背包和滑雪者到達(dá)水平軌道時(shí)的速度為匕、v2,有

滑雪者拎起背包的過(guò)程，系統(tǒng)在光滑水平面上外力為零，動(dòng)量守恒，設(shè)共同速度為上有

解得

17.如圖所示，有一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m=lkg的小物塊，從光滑平臺(tái)上的A點(diǎn)以%=3m/s的初

速度水平拋出，到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，恰好沿C點(diǎn)的切線方向進(jìn)入固定在水平地面上的光滑圓弧軌道，最后

小物塊滑上緊靠軌道末端。點(diǎn)的質(zhì)量為例=3kg的長(zhǎng)木板，已知木板上表面與圓弧軌道末端切線相

平，木板下表面與水平地面之間光滑，小物塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=0.3,圓弧軌道的半徑為

R=0.5m,C點(diǎn)和圓弧的圓心連線與怪直方向的夾角0=53°,不計(jì)空氣阻力，求：(g=10m/s2,sin53°=0.8,

cos53°=0.6)

(1)4、C兩點(diǎn)的高度差：

(2)小物塊剛要到達(dá)圓弧軌道末端。點(diǎn)的速度大??；

(3)要使小物塊不滑出長(zhǎng)木板，木板的最小長(zhǎng)度。

【答案】(1)0.8m；(2)vD=V29m/s；(3)3.625m

【解析】

(I)根據(jù)幾何關(guān)系可知：小物塊在C點(diǎn)速度大小為

豎直分量為

下落高度

(2)小物塊由C到。的過(guò)程中，由動(dòng)能定理得

代入數(shù)據(jù)解得

(3)設(shè)小物塊剛滑到木板左端達(dá)到