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综合测试04功能关系动量守恒定律和简谐运动(教师版)_04-物理-高考总复习_一轮复习_2025年_2025年高考物理一轮复习考点精讲精练(新高考通用)

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综合测试04 功能关系 动量守恒定律和简谐运动
(考试时间:90 分钟  试卷满分:100 分)
注意事项:
1.本试卷分第I卷(选择题)和第II 卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的班级、姓名、
学号填写在试卷上。
2.回答第I 卷时,选出每小题答案后,将答案填在选择题上方的答题表中。
3.回答第II 卷时,将答案直接写在试卷上。
第Ⅰ卷(选择题 共48 分)
一、选择题(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9-12 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.如图所示,带有光滑四分之一圆弧轨道的物体静止在光滑的水平面上,将一小球(视为质点)从圆弧
轨道的最高点由静止释放,下列说法正确的是(  )
A.小球下滑过程中,圆弧轨道对小球的弹力不做功
B.小球下滑过程中,小球的重力势能全部转化为其动能
C.小球下滑过程中,小球和物体组成的系统动量守恒
D.小球下滑过程中,小球和物体组成的系统机械能守恒
【答案】D
【详解】A.小球在下滑过程中,圆弧轨道向左运动,动能增大,重力势能不变,机械能增大,故小球对
圆弧轨道做正功,故A 错误;
B.小球下滑过程中,小球的重力势能转化为其动能和圆弧轨道的动能,故B 错误;
C.小球下滑过程中,小球和物体组成的系统水平方向不受外力,故水平方向动量守恒,竖直方向动量不
守恒,故C 错误;
D.因为水平面光滑,对小球和物体组成的系统而言,没有外力做功,故系统机械能守恒,故D 正确。
 故选D。
2.图甲为由物块和轻弹簧制作的一个竖直放置的振动装置。图乙记录了物体振动过程中速度v 随时间t 变
化的曲线,以向上为正方向。关于该振动过程,下列说法正确的是(  )
1
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A.
时,弹簧处于原长状态
B.
时,物块加速度为零
C.
时,物块位于平衡位置上方
D.
时,物块位于平衡位置下方
【答案】B
【详解】A.t=0 时,加速度为零,此时手机处于平衡状态,弹簧处于伸长状态,故A 错误;
B.t=0.4s 时,物块的速度最大,则加速度为零,故B 正确;
C.t=0.2s 时,物块速度为零,之后向正方向运动,所以物块位于最低点,即位于平衡位置下方,故C 错误;
D.t=0.6s 时,物块速度为零,之后向负方向运动,即物块位于最高点,即处于平衡位置上方,故D 错误。
故选B。
3.如图所示,物体由静止开始分别沿I 和Ⅱ不同的斜面由顶端A 至底端B,物体与两种斜面间的动摩擦因
数相同,且不计路径Ⅱ中转折处的能量损失,以下说法正确的是(  )
A.沿I 斜面由顶端A 至底端B 时的动能大
B.沿Ⅱ斜面由顶端A 至底端B 时的动能大
C.沿I 斜面由顶端A 至底端B 时重力的功率大
D.沿I、Ⅱ斜面由顶端A 至底端B 时重力的功率相等
【答案】C
【详解】AB.设斜面倾角为θ,物体沿斜面下滑时,克服摩擦力所做的功为
x 是斜面在水平面上的投影长度,Ⅰ和Ⅱ的路径虽然不同,但它们在水平面上投
影长度相同,因此它们克服摩擦力所做的功相同,重力做功相同,根据动能定理可得,在B 点时两次的动
能相同,故AB 错误;
CD.在B 点时速率相同,沿Ⅰ运动到B 时速度的竖直分量大于沿Ⅱ运动到B 时速度的竖直分量,根据
可知,沿Ⅰ由顶端A 至底端B 时重力的功率大,故C 正确,D 错误。故选C。
4.如图甲,用装有墨水的小漏斗和细线做成单摆,水平纸带中央的虚线在单摆平衡位置的正下方。用电
动机匀速拉动纸带时,让单摆小幅度前后摆动,于是在纸带上留下径迹。调节电动机拉动速度,分别得出
图乙和丙两条纸带,
取3.14,重力加速度g 大小取
。下列说法正确的是(    )
2
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A.无论纸带是否匀速拉动,都可以用纸带通过的距离表示时间
B.由图知乙纸带的速度为丙纸带速度的0.5 倍
C.单摆漏斗在P 点和Q 点运动的方向相同
D.若乙图中,纸带拖动速度为10cm/s,可推算该单摆的摆长约为1m
【答案】D
【详解】A.纸带匀速运动时,由
知,位移与时间成正比,因此只有在匀速运动的条件下,才可以用
纸带通过的距离表示时间,故A 错误;
B.由于乙图中有单摆的摆动时间为两个周期,丙图中有单摆的摆动时间为四个周期,纸带同样移动
40cm,丙的时间是乙的两倍,故乙纸带的速度为丙纸带速度的2 倍,故B 错误;
C.根据同侧法,可知单摆漏斗在P 点向上振动,在Q 点向下振动,单摆漏斗在P 点和Q 点运动的方向相
反,故C 错误;
D.乙图中,纸带拖动速度为10cm/s,可得单摆周期为
根据单摆周期公式
可得单摆
的摆长约为
故D 正确。故选D。
5.如图所示,AB 为竖直固定的四分之一粗糙圆弧轨道,O 为圆心,P 为圆弧AB 的中点,OA 水平,OB 竖
直,轨道半径R=2m,一质量m=4kg 的小物块以
速度从A 到B 做匀速圆周运动,重力加速度
 ,则下列说法不正确的是(  )
  
A.A 到B 的过程中合力对小球的冲量为8 N s
B.在P 点时,重力的瞬时功率为40W
C.AP 段克服摩擦力做的功大于PB 段克服摩擦力做的功
D.在B 点时,小物块对圆弧轨道的压力大小为40N
【答案】D
【详解】A.A 到B 的过程初状态动量方向竖直向下,末状态动量方向水平向右,大小均为
3
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该过程小物块的动量改变量大小为
根据动量定理,可
知
即A 到B 的过程中合力对小球的冲量大小为
 。故A 正确,与题意不符;
B.依题意,P 为圆弧AB 的中点,则小物块在P 点的速度方向与竖直方向成45°角,根据功率的表达式,
有
故B 正确,与题意不符;
C.由几何知识可知
由动能定理,可得
联立,解得
可知AP 段克
服摩擦力做的功大于PB 段克服摩擦力做的功。故C 正确,与题意不符;
D.小物块在B 点时,由牛顿第二定律可得
解得
根据牛顿第三定律可知小物块对圆
弧轨道的压力大小为
。故D 错误,与题意相符。故选D。
6.一列简谐横波沿x 轴负方向传播,波长为80cm,振幅为10cm.介质中有A 和B 两个质点,其平衡位置
分别位
和
处。某时刻B 质点的位移为
,且向y 轴正方向运动,从此时刻开始
计时,A 质点的振动图像为(    )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】AB 之间的距离为
此时B 点的位移5cm,且向y 轴正方向运
动。设此时B 点的相位为φ,则根据y=Asin(ωt+φ)可得5=10sinφ 解得
或者
(舍去,向下振
动)由AB 间的距离关系可知
则
可知此时A 点的位移为y=10sinφAcm=10sin
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cm=5cm 且向下振动,所以t=0 时,A 的位移为5cm,且沿y 轴负方向运动。选A。
7.如图是运动员斜向上抛出铅球时的情景,用h 表示铅球飞行过程中的离地高度,以地面为零势能面,
、
、E 分别表示铅球的重力势能、动能、机械能,P 表示铅球重力做功的瞬时功率大小,不计空气阻
力。已知铅球刚离手时高度为
,运动到最高点时高度为
。则铅球在空中飞行过程中,下列图像可能正
确的是(    )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】A.铅球的重力势能为
故A 正确;
B.因为是斜抛,最高点时具有水平速度,动能不为0,故B 错误;
C.整个过程中机械能守恒,故C 错误;
D.设初始时竖直方向速度
,过程中任意时刻竖直方向速度
,则有
,
铅球重力做功的瞬时功率大小
P-h 图像应为曲线,故D
错误。故选A。
8.帆船是利用风力航行的船,是继舟、筏之后的一种古老的水上交通工具。如图所示,在某次航行时,
一艘帆船在水平风力的作用下,以速度
沿风的方向匀速前行,风与帆作用的有效面积为S,气流的平均
密度为
,帆船行驶过程水平方向上所受阻力恒为f。假设气流与帆作用后速度与帆船前行速度相等,则
风速大小为(  )
A.
B.
C.
D.
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【答案】A
【详解】
时间内冲击船帆的空气的体积为
时间内冲击船帆的空气质量为
空气的动量改变量为
取船速方向为正,设帆对空气的作用力大小为
F,由动量定理可得
即
又帆船匀速前行,根据平衡条件
联立解
得
故选A。
9.如图所示为某型号新能源汽车在某次测试行驶时的加速度a 和车速倒数
的关系图像。若汽车质量为
,由静止开始沿平直公路行驶,假设汽车行驶过程中阻力恒定,最终汽车以最大速度匀速运行,
由图像可知(  )
  
A.汽车匀加速所需时间为7.5s
B.汽车所受阻力为
C.汽车的额定功率为
D.汽车的加速度为
时,速度为24m/s
【答案】CD
【详解】A.由图像可知,汽车以4m/s2的加速度匀加速启动,匀加速运动结束时的速度为20m/s,最终以
30m/s 做匀速运动;汽车匀加速所需时间为
故A 错误;
BC.匀加速运动时,根据牛顿第二定律可得
匀加速运动结束时,有
汽车做匀速运动时,
有
联立解得
,
故B 错误,C 正确;
D.当汽车加速度为
时,根据牛顿第二定律可得
解得此时牵引力为
则此时
速度为
故D 正确。故选CD。
10.如图所示,用水平传送带将质量为
的煤块从A 端运送到B 端。AB 之间的距离为
,传送带始终保
持以速率匀速运动,煤块与传送带间的动摩擦因数为
将煤块轻轻放在传送带上后,煤块在传送带上留
下一段长度为(
)的痕迹。已知重力加速度为g,下列说法正确的是(   )
A.摩擦力对煤块做的功为
B.摩擦力对煤块做的功为
C.摩擦力对传送带做功
D.一对滑动摩擦力对煤块与传送带系统做功之和为
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【答案】BD
【详解】AB.设煤块与传送带的速度相等时,所用的时间为t,且煤块相对于地面的位移为x,则
由于煤块在传送带上留下一段长度为(
)的痕迹,则有
联立解得
根据动能定
理可得,摩擦力对煤块做的功为
故A 错误, B 正确;
C.摩擦力对传送带做功为
故C 错误;
D.一对滑动摩擦力对煤块与传送带系统做功之和为
故D 正确。故
选BD。
11.如图甲所示,一轻弹簧的两端与质量分别是m1和m2的两物块相连,它们静止在光滑水平地面上。使
物块m1瞬间获得水平向右的速度v0,从此时刻开始计时,两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示。下
列说法正确的是(  )
    
A.m1小于m2
B.t1与t3两时刻,弹簧的长度一样
C.在t1~ t3时间内,两条图线之间围成的面积表示弹簧的最大形变量的2 倍
D.在t2与t4两时刻,弹簧的弹性势能一定相等
【答案】ACD
【详解】A.两物块与弹簧组成的系统动量守恒,根据图乙可知,
时间内
的速度始终大于
的速度,
则可知此过程中弹簧被压缩,而
时刻弹簧被压缩至最短,此时两物块拥有共同速度,之后
继续加速,
继续减速,某时刻
速度减为零后反向加速,直至
时刻两者速度均达到最大值,此时弹簧恢复原长,
根据动量守恒定律有
整理可得
而根据图像可知
由此
可得
故A 正确;
B.根据以上分析,
时刻两者速度均达到最大值,但此时两者速度相反,此后
与
均做减速运动,某
时刻
的速度减为零后反向加速,直至
时刻,两者达到共速,此时弹簧被拉升至最长,则可知t1与t3两
时刻,弹簧的长度不一样,故B 错误;
C.根据以上分析可知,
时刻弹簧压缩至最短,而
时刻弹簧拉伸至最长,且
时间内,两条图线围
成的面积表示弹簧的最大形变量,另
时间内,弹簧由拉伸至最长恢复到原长,根据图像的对称性可
知,在t1~ t3时间内,两条图线之间围成的面积表示弹簧的最大形变量的2 倍,故C 正确;
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D.根据以上分析,
时刻弹簧被拉升至最长,此后
继续做加速运动,
继续做减速运动,直至
时刻,
速度达到最大值,
速度减小为最小值,此时弹簧恢复原长,因此可知,在t2与t4两时刻,弹簧均处于
原长,其所具有的弹性势能相同,故D 正确。故选ACD。
12.如图所示,质量为
的物块A 静止在光滑水平地面上,物块A 左侧面为圆弧面且与水平地面相切,
质量为m 的滑块B 以初速度
向右运动滑上A,沿A 左侧面上滑一段距离后又返回,最后滑离A,不计一
切摩擦,滑块B 从滑上A 到滑离A 的过程中,下列说法正确的是(  )
  
A.A、B 组成的系统动量守恒
B.合外力对B 的冲量大小为
C.A 对B 做的功为
D.B 沿A 上滑的最大高度为
【答案】BD
【详解】A.A、B 组成的系统在竖直方向所受合外力不为零,因此系统动量不守恒,故A 错误;
B.系统在水平方向所受合外力为零,系统在水平方向动量守恒,对整个过程,以向右的方向为正方向,
由动量守恒定律得
由机械能守恒定律可得
解得
对B 由
动量定理可得
合力对B 的冲量大小为
,故B 正确;
C.对B 由动能定理得
故C 错误;
D.B 沿A 上升到最大高度时,两者速度相等,在水平方向上,由动量守恒定律可得
有机
械能守恒定律可得
解得
故D 正确。故选BD。
第II 卷(非选择题 共52 分)
二、实验题(满分14 分)
13.某同学用如图(a)所示的装置验证机械能守恒定律。不可伸长的轻绳绕过轻质定滑轮,轻绳两端分
别连接物块P 与感光细钢柱K,两者质量均为m=100g。钢柱K 下端与质量为M=200g 的物块Q 相连。铁
架台下部固定一个电动机,电动机竖直转轴上装一支激光笔,电动机带动激光笔绕转轴在水平面内匀速转
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动,每转一周激光照射在细钢柱表面时就会使细钢柱感光并留下痕迹。初始时P、K、Q 系统在外力作用下
保持静止,轻绳与细钢柱均竖直(重力加速度g 取9.8m/s2)。
        
(1)开启电动机,待电动机以角速度ω=20πrad/s 匀速转动后,将P、K、Q 系统由静止释放,Q 落地前,激
光在细钢柱K 上留下感光痕迹,取下K,测出感光痕迹间的距离如图(b)所示:hA=38.40cm,hB=
60.00cm,hC=86.40cm。感光痕迹间的时间间隔T=     s,激光束照射到B 点时,细钢柱速度大小为vB
=       m/s。经判断系统由静止释放时激光笔光束恰好经过O 点,在OB 段,系统动能的增加量
Ek=  
J,重力势能的减少量
Ep=    J,比较两者关系可判断系统机械能是否守恒。(该小问除第一空外,其
余计算结果均保留3 位有效数字)
(2)选取相同的另一感光细钢柱K,若初始时激光笔对准K 上某点,开启电动机的同时系统由静止释放,电
动机的角速度按如图(c)所示的规律变化,图像斜率为k,记录下如图(d)所示的感光痕迹,其中两相
邻感光痕迹间距均为d。当
满足              即可证明系统在运动过程中机械能守恒(用含字母d、
k、g、π 的表达式表示)。
【答案】(1)     0.1     2.40     1.15     1.18     (2)
【详解】(1)[1][2][3][4]感光痕迹间的时间间隔
激光束照射到B 点时,细钢柱速度大小为
在OB 段,系统动能的增加量
重力势能的减少量
(2)从初始时激光笔对准K 上某点开始选取连续的n 段,根据时间关系有
根据运动学公式有
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根据机械能守恒定律有
解得
。
14.如图1,某实验小组用轨道和两辆相同规格的小车验证动量守恒定律。已知小车在水平轨道上运动所
受阻力正比于小车重力,验证动量守恒定律实验步骤如下:
①在小车上适当放置砝码,分别测量甲车总质量
和乙车总质量
;
②将卷尺固定在水平轨道侧面,零刻度线与水平轨道左端对齐。先不放乙车,让甲车多次从倾斜轨道上挡
板位置由静止释放,记录甲车停止后车尾对应刻度,求出其平均值
;
③将乙车静止放在轨道上,设定每次开始碰撞位置如图2 所示,此时甲车车尾与水平轨道左端刚好对齐,
测出甲车总长度L(含弹簧)。在挡板位置由静止释放甲车,记录甲车和乙车停止后车尾对应刻度,多次
重复实验求出其对应平均值x1和x2;
④改变小车上砝码个数,重复①、②、③步骤。
(1)由图2 得
        cm;(选填“20”、“20.0”、“20.00”)
(2)若本实验所测的物理量符合关系式              (用所测物理量的字母
、
、
、x1、x2、L 表
示),则验证了小车碰撞前后动量守恒;
(3)某同学先把6 个50g 的砝码全部放在甲车上,然后通过逐次向乙车转移一个砝码的方法来改变两车质量
进行实验,若每组质量只采集一组位置数据,且碰撞后甲车不反向运动,则该同学最多能采集      组有
效数据;
(4)实验小组通过分析实验数据发现,碰撞前瞬间甲车的动量总是比碰撞后瞬间两车的总动量略大,原因是
___________
A.两车间相互作用力冲量大小不等
B.水平轨道没有调平,右侧略微偏低
C.碰撞过程中弹簧上有机械能损失
D.碰撞过程中阻力对两小车总冲量不为零
【答案】(1)20.00(2)
(3)3(4)D
【详解】(1)刻度尺估读到0.1mm,甲车车尾与水平轨道左端刚好对齐,测出甲车总长度(含弹簧)L 为
20.00cm。
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(2)小车在水平轨道上运动所受阻力正比于小车重力,即
根据牛顿第二定律,可得
根
据甲车停止后车尾对应刻度,求出其平均值x0,则甲的初速度为
由挡板位置静止释放
甲车,记录甲车和乙车停止后车尾对应刻度,多次重复实验求出其对应平均值x1和x2,则碰后的速度为
,
由碰撞过程满足动量守恒,有
可得
(3)两辆相同规格的小车,即质量相同,而甲车上装上钩码后与乙车碰撞,为了防止反弹,需要甲的总
质量大于等于乙的质量,则最多能够转移2 个钩码,两车的质量就相等,算上最开始4 个钩码在甲车上的
一组数据,共可以获得3 组碰撞数据。
(4)碰撞前瞬间甲车的动量总是比碰撞后瞬间两车的总动量略大,则碰撞过程有外力作用,即碰撞过程
中阻力对两小车有冲量。即碰撞过程中阻力对两小车总冲量不为零。故选D。
三、计算题(满分38 分)
15.一列简谐横波在
轴上传播,已知
时波形如图中实线所示,
时的波形如图中虚线所示。
(横轴上所标数据对应实线与横轴交点)
(1)若波向
轴负向传播,求:该波的波速;
(2)用
表示该简谐波的周期,若
,且波向
轴正向传播,求:
处的质点在从
到
的时间内通过的路程。
【答案】(1)
;(2)3m
【详解】(1)若波向x 轴负向传播,由图象知在
内波向左传播的距离为
则波速为
(2)若
且波向x 轴正向传播,
时
处的质点向下振动,在
内,该质点振动了
,通过的路程为
。
16.每年8 月至10 月是浙江省台风多发的季节。每次在台风来临前,我们都要及时检查一下家里阳台窗台
上的物品,加固广告牌,以防高空坠物事件发生,危害公共安全。若有一质量为
的花盆从高为
的11 层居民楼的花架上无初速坠下,砸中身高为
的居民头顶,假设撞击后花盆碎片
的速度均变为零,撞击时间
,不计空气阻力,求:
11
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(1)花盆刚砸中该居民头顶前的速度大小;
(2)花盆对该居民的平均撞击力有多大。
【答案】(1)
;(2)
【详解】(1)花盆下落高度
根据自由落体运动规律
解得花盆
刚砸中该居民头顶前的速度大小
(2)花盆与居民头顶碰撞的过程,选竖直向上为正方向,由动量定理得
解得
F=106N 由牛顿第三定律,花盆对该居民的平均撞击力大小为
。
17.某固定装置的竖直截面如图所示,由倾角
的直轨道AB,半径
的圆弧轨道BCD,长度
、倾角为θ 的直轨道DE,半径为R、圆心角为θ 的圆弧管道EF 组成,轨道间平滑连接。在轨道
末端F 的右侧光滑水平面上紧靠着质量
滑块b,其上表面与轨道末端F 所在的水平面平齐。质量
的小物块a 从轨道AB 上高度为h 静止释放,经圆弧轨道BCD 滑上轨道DE,轨道DE 由特殊材料
制成,小物块a 向上运动时动摩擦因数
,向下运动时动摩擦因数
,且最大静摩擦力等于
滑动摩擦力。当小物块a 在滑块b 上滑动时动摩擦因数恒为
,小物块a 恰好不从滑块b 上滑落。(其它
轨道均光滑,小物块视为质点,不计空气阻力,
,
,取
)
(1)若
,求小物块
①第一次经过C 点的向心加速度大小;
②第一次沿DE 上滑的最大高度;
③在DE 上经过的总路程。
(2)若
,滑块至少多长才能使小物块不脱离滑块。
【答案】(1)①
;②0.45m;③2m   (2)0.4m
【详解】(1)①对小物块
从A 到第一次经过
的过程,根据机械能守恒定律有
第一次经过
点的向心加速度大小为
②小物块
从A 到DE 上滑最大高度处,设从D 到最大高度处的距离为
,由动能定理可得
由几何关系可得最大高度
解得
③小物块
在
上时,因为
,所以小物块
每次在
上升至最高点后一定会下滑,
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之后经过若干次在
上的滑动使机械能损失,最终小物块
将在
、
间往复运动,且易知小物块每次
在
上向上运动和向下运动的距离相等,设其在
上经过的总路程为,根据功能关系有
解得
(2)对小物块
从A 到
的过程,根据动能定理有
解得
方法一:对小物块
由牛顿第二定律可得
对滑块b 可得
小物块从滑上滑块到滑到滑块
最右端时两者恰好共速,用时为,设滑块长度为,则有
,
联立解得解
得
方法二:设滑块长度为时,小物块恰好不脱离滑块,且此时二者达到共同速度,根据动量守恒定律和能
量守恒定律有
,
解得
18.如图所示,光滑水平地面上固定一个半径R=2.5m 的光滑圆弧轨道AB,其圆心角θ=53°。轨道上A 点
切线沿水平方向,忽略A 点距地面的高度,轨道右侧有质量M=1kg 的静止薄木板,上表面与A 点平齐。
一质量m=1kg 的小滑块(可视为质点)以初速度v0=14m/s 从右端滑上薄木板,重力加速度大小为
g=10m/s2,小滑块与薄木板之间的动摩擦因数为µ=0.75,sin53°=0.8,cos53°=0.6。
(1)若薄木板左端与A 点距离d 足够长,薄木板长度L=7.4m,薄木板与轨道A 端碰后立即静止,求小滑块离
开薄木板运动到轨道上A 点时的速度vA;
(2)在(1)中,小滑块继续沿圆弧轨道AB 运动至B 点时对轨道的压力大小FN;
(3)在(1)中,小滑块运动至B 点沿切线方向飞出,最后落回水平地面,不计空气阻力,若B 点与地面间
的高度差保持不变,但圆弧AB 对应的圆心角θ 和半径R 可调节,求小滑块的最大水平射程s。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)因薄木板左端与
点距离
足够大,小滑块与薄木板共速后才和轨道
发生碰撞,共速前,
M 和m 的加速度均为
设共同速度为
,则根据动量守恒定律,有
解得
设
此过程中小滑块相对薄木板滑动的位移为
,则对滑块、薄木板系统由功能关系,有
解得
薄木板与轨道
碰后立即静止,小滑块继续作匀减速运动,直到运动到轨道上的
点,有
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解得
(2)小滑块由
点到
点的过程中,根据动能定理
解得
在B 点,
根据牛顿第二定律
解得
由牛顿第三定律可知,小滑块对轨道的压力大小为
。
(3)小滑块飞出后做斜抛运动,根据运动规律,画出位移矢量三角形关系,如图所示
可得
由第(2)问可知
带入数据解得
故
时最大,最大水平位移
。
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