泉港一中 2019-2020 学年度上学期期中考试卷
高三年级物理科试题
一、选择题
1.国际单位制(缩写 SI)定义了米(m)、秒(s)等 7 个基本单位,其他单位均可由物理关系
导出。例如,由 m 和 s 可以导出速度单位 m·s–1。下列几个物理量 单位正确的是
A. 滑动摩擦因数 μ 的单位 N/kg
B. 功 W 的单位是 kg•m/s2
C. 万有引力恒量 G 的单位是 N•kg2/ m2
D. 劲度系数 k 的单位是 kg/s2
【答案】D
【解析】
【详解】A.滑动摩擦因数 μ 没有单位,故 A 错误;
B.由功公式 可知,功的单位为 ,故 B 错误;
C.由公式 得
所以 G 的单位是 ,故 C 错误;
D.由胡克定律 可得
所以劲度系数 k 的单位
故 D 正确。
2.高楼高空抛物是非常危险的事。设质量为 M=1kg 的小球从 20m 楼上做自由落体运动落到地
面,与水泥地面接触时间为 0.01s,那么小球对地面的冲击力是小球重力的倍数大约是
A. 10 倍 B. 20 倍 C. 200 倍 D. 2000 倍
【答案】C
【解析】
的
W Fx= 2 2 2kg m / s m kg m /s⋅ × = ⋅
2
GMmF r
=
2FrG Mm
=
2
2
N m
kg
⋅
F kx=
Fk x
=
2 2
N kg m kg
m m s s
⋅= =⋅
【 详 解 】 小 球 下 落 过 程 , 由 动 能 定 理 得 : , 解 得 :
,方向:竖直向下;以向下为正方向,由动量定理得:
,解得: ,由于 ,故 C 正确。
3.在检测某电动车性能的实验中,质量为 8×102kg 的电动车由静止开始沿平直公路行驶,测
得此过程中不同时刻电动车的牵引力 F 与对应的速度 v,并描绘出 F- 图像(图中 AB、BO 均
为直线)。假设电动车行驶中阻力恒定,求此过程中,下列说法正确的是
A. 电动车行驶过程中的功率恒为 6000w
B. 电动车由静止开始运动,经过 2s 速度达到
C. 电动车匀加速的最大速度为 3m/s
D. 电动车所受阻力为重力的 0.5 倍
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图象可知,图中 AB 部分对于 F 不变,电动车的牵引力不变,做匀加速运动,
由公式 P=Fv 可知,电动车的功率增大,故 A 错误;
BCD.当电动车速度达到最大时,速度为 15m/s,牵引力为 400N,则电动车的额定功率
P 额=Fv=400×15W=6000W
电动车速度最大时,牵引力与阻力相等,即
电动车匀加速结束时的速度
电动车匀加速的加速度为
21 02Mgh Mv= −
m m2 2 10 20 20s sv gh= = × × =
2( ) 0Mg F t Mv− = − 2010NF = 10NG =
1
V
2m / s
400N=0.05f G=
3m / sPv F
= =额
F f ma− =
解得
电动车匀加速的时间
故 BD 错误,C 正确。
4.一个质量为 m 的小铁块沿半径为 R 的固定半圆轨道上边缘由静止滑下,到半圆底部时,轨
道所受压力为铁块重力的 1.5 倍,则此过程中铁块损失的机械能为
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】铁块滑到半球底部时,半圆轨道底部所受压力为铁块重力的 1.5 倍,根据牛顿第二
定律,有
压力等于支持力,根据题意,有
对铁块的下滑过程运用动能定理,得到
联立解得:
故 D 正确。
5.如图所示,一细绳跨过一轻质定滑轮(不计细绳和滑轮质量,不计滑轮与轴之间摩擦),绳
的一端悬挂一质量为 m 的物体 A,另一端悬挂一质量为 M(M>m)的物体 B,此时 A 物体加速度
22m / sa =
1.5svt a
= =
1
8 mgR 1
4 mgR
1
2 mgR 3
4 mgR
2vN mg m R
− =
1.5N mg=
21
2mgR W mv− =
3
4W mgR=
为 a1。如果用力 F 代替物体 B,使物体 A 产生的加速度为 a2,那么以下说法错误的是
A. 如果 al= a2,则 F< Mg B. 如果 F=Mg,则 al = +
A. 此时 B 球的速度为
B. 此时 B 球的速度为
C. 当 β 增大到等于 时,B 球的速度达到最大,A 球的速度也最大
D. 在整个运动过程中,绳对 B 球的拉力一直做正功
【答案】A
【解析】
【详解】AB.将物块 A 的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子的方向,在沿绳子方向的分速
度等于 B 沿绳子方向的分速度。在沿绳子方向的分速度为
v 绳子=vcosα
所以
故 A 正确,B 错误;
C.当 β 增大到等于 时,B 球的速度沿绳子方向的分速度等于 0,所以 A 沿绳子方向的分
速度也是 0,而 cosα 不等于 0,所以 A 球的速度为 0;此时 A 的动能全部转化为 B 的动能,
所以 B 球的速度达到最大,故 C 错误;
D.在 β 增大到 的过程中,绳子的方向与 B 球运动的方向之间的夹角始终是锐角,所以绳
对 B 球的拉力一直做正功,在 β 继续增大的过程中拉力对 B 球做负功,故 D 错误。
7.如图所示,光滑的轻滑轮通过支架固定在天花板上,一足够长的细绳跨过滑轮,一端悬挂
小球 b,另一端与套在水平细杆上的小球 a 连接。在水平拉力 F 作用下小球 a 从图示虚线位置
开始缓慢向右移动(细绳中张力大小视为不变)。已知小球 b 的质量是小球 a 的 2 倍,滑动摩
擦力等于最大静摩擦力,小球 a 与细杆间的动摩擦因数为 。则下列说法正确的是
cos
cos v
α
β
cos
cos v
β
α
90°
cos
cos cosB
v vv
α
β β= =绳
90°
90°
3
3
A. 当细绳与细杆的夹角为 30°时,拉力 F 的大小为(2– )mg
B. 当细绳与细杆的夹角为 60°时,拉力 F 的大小为(2– )mg
C. 支架对轻滑轮的作用力大小逐渐增大
D. 拉力 F 的大小一直减小
【答案】B
【解析】
【详解】AB.当细绳与细杆的夹角为 时,拉力 F 的大小为
故 A 错误,B 正确;
C.向右缓慢拉动 过程中,两个绳子之间的拉力逐渐增大,绳子的拉力不变,所以绳子的合
力减小,则绳子对滑轮的作用力逐渐减小,根据共点力平衡的条件可知,支架对轻滑轮的作
用力大小逐渐减小,故 C 错误;
D.设 a 的质量为 m,则 b 的质量为 2m;以 b 为研究对象,竖直方向受力平衡,可得绳子拉力
始终等于 b 的重力,即 T=2mg,保持不变;以 a 为研究对象,受力如图所示,设绳子与水平方
向夹角为 θ,支持力
FN=2mgsinθ-mg
向右缓慢拉动的过程中,θ 角逐渐减小;水平方向
F=f+2mgcosθ=2mgcosθ+μ(2mgsinθ-mg)=2mg(cosθ+μsinθ)-μmg
由于
由于 θ 从 开始逐渐减小,可知 θ 增大,则( +θ)从 逐渐减小时 sin( +θ)
的
3
3
3
3
60°
3 3 32 (cos sin ) 2 (cos60 sin 60 ) (2 )3 3 3F mg mg mg mg mgθ µ θ µ ° °= + − = + − = −
3 2 2cos sin cos sin (sin 60 cos cos60 sin ) sin( 60 )3 3 3
θ µ θ θ θ θ θ θ° ° °+ = + = + = +
90° 60° 150° 60°
逐渐增大;
当 θ< 后,
F=f+2mgcosθ=2mgcosθ+μ(mg-2mgsinθ)=2mg(cosθ-μsinθ)+μmg
由于
当 θ 从 逐渐减小的过程中,cos( +θ)逐渐增大,所以当 θ 从 逐渐减小的过程
中 F 仍然逐渐增大,可知水平拉力一直增大,故 D 错误。
8.一种比飞机还要快的旅行工具即将诞生,称为“第五类交通方式”,它就是“Hyperloop(超
级高铁)”. 据英国《每日邮报》2016 年 7 月 6 日报道,Hyperloop One 公司计划,将在欧洲
建成世界首架规模完备的“超级高铁”(Hyperloop),连接芬兰首都赫尔辛基和瑞典首都斯德
哥尔摩,速度可达每小时 700 英里(约合 1 126 公里/时).如果乘坐 Hyperloop 从赫尔辛基到
斯德哥尔摩,600 公里的路程需要 40 分钟,Hyperloop 先匀加速,达到最大速度 1 200 km/h
后匀速运动,快进站时再匀减速运动,且加速与减速的加速度大小相等,则下列关于 Hyperloop
的说法正确的是( )
A. 加速与减速 时间不一定相等
B. 加速时间为 10 分钟
C. 加速时加速度大小为 2 m/s2
D. 如果加速度大小为 10 m/s2,题中所述运动最短需要 32 分钟
【答案】B
的
30°
3 2 2cos sin cos sin (sin 60 cos cos60 sin ) cos( 60 )3 3 3
θ µ θ θ θ θ θ θ° ° °− = − = − = +
30° 60° 30°
【解析】
试题分析:A、加速与减速的加速度大小相等,由逆向思维可得:加速与减速时间相等,故 A
错误;
BC、加速的时间为 t1,匀速的时间为 t2,减速的时间为 t1,匀速运动的速度为 v,由题意得:
,而 t=40 分=240 秒, ,而:v=1200km/h= x=600 公里
=600000m,
联立解得:t1=600s=10 分,t2=1200s=20 分,a= m/s2=0.56m/s2,故 B 正确、C 错误;
D、如果加速度大小为 10 m/s2,根据
联立解得:t= s=30.5min,故 D 错误。
故选 B。
考点:匀变速直线运动规律的综合运用。
【名师点睛】对于复杂的运动,从时间、速度、位移三个角度分析等量关系,列式求解。加
速与减速的加速度大小相等,由逆向思维可得:加速与减速时间相等;该过程分为加速、匀
速和减速,三个运动从时间、速度和位移角度找关系,建立等式.联立求解。
9.A、B 两物体同时同地同向出发,其运动的 v–t 图象和 a–t 图象如图甲、乙所示,已知在 0~t0
和 t0~2t0 两段时间内,A 物体在 v–t 图象中的两段曲线形状相同,则有关 A、B 两物体的说法
中,正确的是( )
A. A 物体先加速后减速
B. a2=2a1
C. t0 时刻,A、B 两物体间距最小
D. 2t0 时刻,A、B 两物体第一次相遇
【答案】BD
【解析】
【详解】由甲图可知,A 物体先做加速度增大的加速运动,再做加速度减小的加速运动,速度
一直增加,故 A 错误;
由甲图可知,两物体的速度变化量相同,在乙图中 a—t 图线围成的面积表示速度的变化量,
即 0~t0 时间内 a—t 图线围成的面积相等,则有 a2=2a1,故 B 正确;
由 v-t 图线可知,0~t0 时间内 A 的速度一直小于 B 的速度,B 在前,A 在后,AB 之间的距离
不断增大,t0 时刻以后 A 的速度大于 B 的速度,它们之间的距离开始减小,因此 t0 时刻两物
体之间的距离最大,故 C 错误;
由甲图可知,2t0 时刻 A、B 两物体 v-t 图线围成的面积相等,表示位移相等,两物体第一次
相遇,故 D 正确。
10.如图,地球与月球可以看作双星系统它们均绕连线上的 C 点转动在该系统的转动平面内有
两个拉格朗日点 L2、L4(位于这两个点的卫星能在地球引力和月球引力的共同作用下绕 C 点做
匀速圆周运动,并保持与地球月球相对位置不变),L2 点在地月连线的延长线上,L4 点与地球
球心、月球球心的连线构成一个等边三角形。我国已发射的“鹊桥”中继卫星位于 L2 点附近,
它为“嫦娥四号”成功登陆月球背面提供了稳定的通信支持。假设 L4 点有一颗监测卫星,“鹊
桥”中继卫星视为在 L2 点。已知地球的质量为月球的 81 倍,则
A. 地球和月球对监测卫星的引力之比为 81:1
B. 地球球心和月球球心到 C 点的距离之比为 1:9
C. 监测卫星绕 C 点运行的加速度比月球的大
D. 监测卫星绕 C 点运行的周期比“鹄桥”中继卫星的大
【答案】AC
【解析】
【详解】A 项:由公式 可知,地球和月球对监测卫星的引力之比为等于地球的质
量与月球的质量之比即为 81:1,故 A 正确;
B 项:设地球球心到 C 点的距离为 r1,月球球心到 C 点的距离为 r2,对地球有:
联立解得: ,故 B 错误;
C 项:对月球有: ,对监测卫星有:地球对监测卫星的引力 ,月球
对监测卫星的引力 ,由于两引力力的夹角小于 90o,所以两引力的合力大于 ,
由公式 可知,监测卫星绕 C 点运行的加速度比月球的大,故 C 正确;
D 项:由于监测卫星绕 C 点运行的加速度比月球的大,所以监测卫星绕 C 点运行的周期比月球
的更小,由于月球的周期与“鹄桥”中继卫星的相等,所以监测卫星绕 C 点运行的周期比“鹄
桥”中继卫星的小,故 D 错误。
11.如图所示,A、B 两物块的质量分别为 2m 和 m,静止叠放在水平地面上,A、B 间的动摩擦
因数为 ,B 与地面间的动摩擦因数为 ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为 g。
现对 A 施加一个水平拉力 F,则以下说法正确的是
A. 当 时,A、B 都相对地面静止
B. 当 时,A 的加速度为
2
mMG Fr
=
2
12
mMG M rL
ω=地
地
2
22
mMG M rL
ω=月
月
2
1
r 81= 1
M
M r
=地
月
2 =GM M M aL
月地
月 2
GM m
L
地
2
GM m
L
月
2
GM m
L
地
2
GMa L
=
µ
2
µ
2F mgµ< 5 2 mgF µ= 3 gµ
C. 当 时,A 相对 B 滑动
D. 无论 F 为何值,B 的加速度不会超过
【答案】BCD
【解析】
【详解】AB 之间的最大静摩擦力为:
fmax=μmAg=2μmg
B 与地面间的最大静摩擦力为:
则对 A,有
故拉力 F 最小为
所以
此时 AB 将发生滑动
A.当 时,A 相对于 B 静止,二者以共同的加速度开始运动,故 A 错误;
B.当 时,故 AB 间不会发生相对滑动,由牛顿第二定律有
故 B 正确;
C.当 时,A 相对于 B 滑动,故 C 正确;
D.A 对 B 的最大摩擦力为 2μmg,B 受到的地面的最大静摩擦力为 当拉力超过一定值
后,无论拉力多大,B 受到 A 的摩擦力不变,故加速度不变,大小为
所以无论 F 为何值,加速度均不会超过 ,故 D 正确。
3F mgµ>
2
gµ
'
max
1 3( )2 2A Bf m m g mgµ µ= + =
2 2F mg maµ− =
'
max ( 2 )F f m m a− = +
3F mgµ=
3 32 mg F mgµ µ< < 5 32F mg mgµ µ= < max 1 3A B F fa gm m µ−= =+ 3F mgµ>
3
2 mgµ
32 12
2
mg mg
a gm
µ µ
µ
−
= =
1
2 gµ
12.如图所示,在竖直方向上 A、B 两物体通过劲度系数为 k 的轻质弹簧相连(轻质弹簧的两
端分别固定在 A、B 上),B、C 两物体通过细绳绕过光滑轻质定滑轮相连,A 固定在水平地面
上,C 放在固定的倾角为 的光滑斜面上。已知 B 的质量为 m,C 的质量为 4m,重力加速度
为 g,细绳与滑轮之间的摩擦力不计。现用手按住 C,使细绳刚刚拉直但无张力,并保证 ab
段的细绳竖直、cd 段的细绳与斜面平行。开始时整个系统处于静止状态,释放 C 后,它沿斜
面下滑,斜面足够长,则下列说法正确的是
A. 整个运动过程中 B 和 C 组成的系统机械能守恒
B. C 下滑过程中,其机械能一直减小
C. 当 B 的速度达到最大时,弹簧的伸长量为
D. B 的最大速度为 2g
【答案】BD
【解析】
【详解】A.整个运动过程中,弹簧对 B 物体做功,所以 B 和 C 组成的系统机械不守恒,故 A
错误;
B.C 下滑过程中,绳子 拉力对 C 做负功,由功能关系可知,物体 C 的机械能减小,故 B 正
确;
C.当 B 的速度最大时,其加速度为零,绳子上的拉力大小为 2mg,此时弹簧处于伸长状态,
弹簧的伸长量 x2 满足
得
故 C 错误;
的
30°
2mg
k
5
m
k
2kx mg=
2
mgx k
=
D.释放瞬间,对 B 受力分析,弹簧弹力
得
物体 B 上升的距离以及物体 C 沿斜面下滑的距离均为
h=x1+x2
由于 x1=x2,弹簧处于压缩状态和伸长状态时的弹性势能相等,弹簧弹力做功为零,设 B 物体
的最大速度为 vm,由机械能守恒定律得
解得:
故 D 正确。
二、实验题
13.某实验小组利用光电计时器等器材来探究合力一定时,物体的加速度与质量之间的关系,
实验装置如图甲所示。
(1)本实验在正确操作的情况下,保持钩码的质量 m 不变.通过增加小车上的配重片来改变
小车和遮光片的总质量 M,由光电计时器(图中未画出)可读出遮光条通过光电门 1、2 的时
间分别为△t1、△t2,用刻度尺测得两个光电门之间的距离 x,用 10 分度的游标卡尺测得遮光
条的宽度为 d。则小车的加速度表达式α=_____(表达式均用己知字母表示).测得遮光条的宽
度如图乙所示.其读数为____mm.
1F kx mg= =
1
mgx k
=
214 sin ( 4 )2mgh mgh m m vα − = +
2 5m
mv g k
=
(2)该小组通过实验得到α- 图像,如图丙所示。则所挂钩码 质量 m=_____kg。(当地的
重力加速度为 g=9.8m/s2)
【答案】 (1). (2). 5.00 (3). 0.1
【解析】
(1)通过光电门 1 的速度为 ,通过光电门 2 的速度为 ,根据位移速度公式
可 得 ; 游 标 卡 尺 的 读 数 为
;
(2)根据牛顿第二定律可得 ,故有 ,所以图像的斜率 ,即
,解得 m=0.1kg.
14.某实验小组做“探究动能定理”实验,装置如图甲所示。探究对象是铝块(质量小于砂
桶),保持其质量 m 不变,通过在砂桶中加砂来改变对铝块的拉力,由力传感器可测得拉力的
大小 F。已知当地重力加速度为 g,电源频率为 f。
(1)若把力传感器装在右侧轻绳上则实验的误差会更________(填“大”或“小”)。
(2)实验时,让砂桶从高处由静止开始下落,在纸带打出一系列的点,如图乙所示,其中 0
是打下的第一个点,取纸带上 0~5 过程进行研究,铝块动能的增加量 ΔEk=__________,外力
做的功 W=________。
(3)为了更普遍地反应铝块运动过程中功与动能增加量的关系,某同学选取 0 点到不同计数
点过程,作出 ΔEk–W 图象如图丙所示,他根据_____________,才得到结论:外力做的功等
的1
M
2 2
2 1
1 ( ) ( )2
d da x t t
= − ∆ ∆
1
1
dv t
= ∆ 2
2
dv t
= ∆
2 2
2 12ax v v= −
2 2
2 1
1
2
d da x t t
= − ∆ ∆
5 0.00 5.00d mm mm mm= + =
mg Ma= 1a mg M
= ⋅ k mg=
0.98 0.49
1.0 0.5mg
−= −
于动能的增加量。
【答案】 (1). 大 (2). (3). (F-mg)(h+x1) (4). 图像斜率
近似为 1
【解析】
【详解】(1)[1]由于滑轮的摩擦,若把力传感器装在右侧轻绳上则实验的误差会更大;
(2)[2]计数点 5 的瞬时速度
则系统动能的增加量
[3]外力做的功
(3)[4]对铝块由动能定理得
如果图像斜率近似为 1 时,可知外力做的功等于动能的增加量。
三、计算题
15.如图所示,在倾角 θ= 的足够长的固定的斜面底端有一质量 m=1kg 的物体.物体与斜面
间动摩擦因数 μ=0.25,现用轻绳将物体由静止沿斜面向上拉动。拉力 F=10N,方向平行斜面
向上。经时间 t=4s 绳子突然断了,(sin =0.60;cos =0.80;g=10m/s2)求:
(1)绳断时物体的速度大小。
(2)从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时间?
【答案】(1)8m/s(2)(1+ )s
【解析】
【详解】(1)物体向上运动过程中,受重力 mg,摩擦力 Ff,拉力 F,设加速度为 a1,则有
( )2 2
1 2
8
m x x f+
1 2 1 2
5 2 2
x x x xv fT
+ += =
2 2
2 21 2 1 2
k 5
( )1 1 ( )2 2 2 8
x x m x x fE mv m f
+ +∆ = = =
1( )( )W F mg h x= − +
kW E= ∆
37°
37° 37°
10
F-mgsinθ-Ff=ma1
FN=mgcosθ
又
Ff=μFN
得
F-mgsinθ-μmgcosθ=ma1
代入解得:
a1=2.0m/s2
所以,t=4.0s 时物体速度
v1=a1t=8.0m/s
(2)绳断后,物体距斜面底端
断绳后,设加速度为 a2,由牛顿第二定律得:
mgsinθ+μmgcosθ=ma2
得
a2=g(sinθ+μcosθ)=8.0m/s2
物体做减速运动时间
减速运动位移
此后物体沿斜面匀加速下滑,设加速度为 a3,则有:
mgsinθ-μmgcosθ=ma3
得
a3=g(sinθ-μcosθ)=4.0m/s2
设下滑时间为 t3,则
解得:
2
1 1
1 16m2x a t= =
1
2
2
1.0svt a
= =
1 2
2 4.0m2
v tx = =
2
1 2 3 3
1
2x x a t+ =
所以
16.如图,光滑的水平面上放置质量均为 m=2kg 的甲、乙两辆小车,两车之间通过一感应开关
相连(当滑块滑过感应开关时,两车自动分离)。甲车上带有一半径 R=1m 的 1/4 光滑的圆弧
轨道,其下端切线水平并与乙车上表面平滑对接,乙车上表面水平,动摩擦因数 μ= ,其上
有一右端与车相连的轻弹簧,一质量为 m0=1kg 的小滑块 P(可看做质点)从圆弧顶端 A 点由
静止释放,经过乙车左端点 B 后将弹簧压缩到乙车上的 C 点,此时弹簧最短(弹簧始终在弹
性限度内),之后弹簧将滑块 P 弹回,已知 B、C 间的长度为 L=1.5m,求:
(1)滑块 P 滑上乙车前瞬间甲车的速度 v 的大小;
(2)弹簧的最大弹性势能 EPm;
(3)计算说明滑块最终能否从乙车左端滑出,若能滑出,则求出滑出时滑块的速度大小;若
不能滑出,则求出滑块停在车上的位置距 C 点的距离。
【答案】(1)1m/s(2) (3)1m
【解析】
试题分析:(1)滑块下滑过程中水平方向动量守恒,
机械能守恒:
解得: ,
(2)滑块滑上乙车后,由动量守恒定律得:
由能量守恒定律有:
解得:
3 10st =
2 3 (1 10)st t t= + = +总
10
3 J
(3)设滑块没有滑出,共同速度为 ,由动量守恒可知
由能量守恒定律有:
解得: <L,所以不能滑出,停在车上的位置距 C 点的距离为 1m。
考点:动量守恒定律;能量守恒定律
【名师点睛】此题考查了动量守恒定律及能量守恒定律的应用;正确分析物体的运动过程,
把握每个过程所遵守的物理规律是解题的关键,也是应培养的基本能力.本题解题务必要注
意速度的方向。
17.如图所示,A、B 是水平传送带的两个端点,起初以 的速度顺时针运转,今将一
小物块(可视为质点)无初速度地轻放在 A 处,同时传送带以 的加速度加速运转,
物体和传送带间的动摩擦因数为 0.2,水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道 CPN,其形状为
半径 R=0.8m 的圆环剪去了左上角 135°的圆弧,PN 为其竖直直径,C 点与 B 点的竖直距离为
R,物体离开传送带后由 C 点恰好无碰撞落入轨道, ,求:
(1)判断物体能否沿圆轨道到达 N 点。
(2)物块由 A 端运动到 B 端所经历的时间。
(3)AC 间的水平距离;
【答案】(1)不能(2)3s(3)8.6m
【解析】
【详解】(1)物体能到达 N 点的速度要求
解得
对于小物块从 C 到 N 点,设能够到达 N 位置且速度为 ,由机械能守恒得
0 1 /v m s=
2
0 1 /a m s=
210 /g m s=
2
Nvmg m R
=
8m / sNv gR= =
'
Nv
解得
故物体不能到达 N 点
(2)物体离开传送带后由 C 点无碰撞落入轨道,则得在 C 点物体的速度方向与 C 点相切,与竖
直方向成 ,有
vcx=vcy
物体从 B 点到 C 作平抛运动,竖直方向
水平方向
得出
所以
物体刚放上传送带时,由牛顿第二定律有
μmg=ma
得
物体历时 t1 后与传送带共速,则有
at1=v0+a0t1
得
得:
v1=2m/s<4m/s
2 '21 2 1(1 )2 2 2C Nmv mgR mv= + +
' 4.8m / sN Nv v= < 45° 2 3 1 2R gt= 3Cyv gt= 3BC Bx v t= 4m / sB Cx Cyv v v= = = 2 4 2m / sC Bv v= = 22m / sa = 1 1st =
故物体此时速度还没有达到 vB,且此后的过程中由于 a0<μg,物体将和传送带以共同的加速
度运动,设又历时 t2 到达 B 点
得:
t2=2s
所以从 A 运动倒 B 的时间为
t=t1+t2=3s
(3)AB 间的距离为
从 B 到 C 的水平距离为
所以 A 到 C 的水平距离为
1 0 2Bv v a t= +
2 2
1 1 2 0 2
1 1 7m2 2s at at t a t= + + =
3 2 1.6mBC Bs v t R= = =
8.6mAC BCs s s= + =