2021屆湖南雅禮中學(xué)新高考原創(chuàng)預(yù)測試卷（二十四）物理

2021屆湖南雅禮中學(xué)新高考原創(chuàng)預(yù)測試卷（二十四）

物理

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注意事項：

1、考試范圍：高考范圍。

2、答題前，請先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號用0.5毫米黑色簽字筆填寫在試題卷和答題卡

上的相應(yīng)位置，并將準(zhǔn)考證號條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。用2B鉛筆將答題卡上試卷

類型A后的方框涂黑。

3、選擇題的作答：每個小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂

黑。寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非選擇題答題區(qū)域的答案一律無效。

4、主觀題的作答：用簽字筆直接答在答題卡上對應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙

和答題卡上的非答題區(qū)域的答案一律無效。如需改動，先劃掉原來的答案，然后再寫上新答

案；不準(zhǔn)使用鉛筆和涂改液。不按以上要求作答無效。

5、選考題的作答：先把所選題目的題號在答題卡上指定的位置用2B鉛筆涂黑。答案用

0.5毫米黑色簽字筆寫在答題卡上對應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)，寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非選

修題答題區(qū)域的答案一律無效。

6、保持卡面清潔，不折疊，不破損，不得使用涂改液、膠帶紙、修正帶等。

7、考試結(jié)束后，請將本試題卷、答題卡、草稿紙一并依序排列上交。

一、選擇題（本題共12小題，每小題4分，共48分。在每小題給出的四個選項中，第1?7

題只有一項符合題目要求，第8?12題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不

全的得2分，有選錯的得0分。）

1.很多家庭在室內(nèi)進門墻上安裝了懸掛衣服或小物件的小圓柱體，小明同學(xué)利用家里墻上

兩個處于同一水平高度的小圓柱體研究合力的變化。如圖所示，將一輕繩套在兩圓柱體上，

輕繩下端懸掛一重物，結(jié)果發(fā)現(xiàn)重物離地比較近，不太方便進行研究。于是小明把繩子取下,

剪短后重新按之前方式懸掛同一重物。若繩與圓柱體之間的摩擦忽略不計，則（）

A.輕繩的張力將變小

B.輕繩的張力將變大

C.輕繩對物體的作用力的合力將變大

D.輕繩對物體的作用力的合力將變小

【答案】B

【解析】

【詳解】AB.以重物和繩子整體為研究對象，分析受力情況：重力、繩子的作用力A,繩子

的作用力A

G

根據(jù)對稱性可知，F(xiàn)FR,由平衡條件可得

2/＜；cosa-G

。是圓柱體對繩子的作用力與豎直方向夾角，G是物體的重力。繩越短時，。越大，cosa越

小，則A越大。所以繩越短時，輕繩的張力將變大，故A錯誤B正確；

CD.對重物受力分析可知，左右兩根繩對重物的合力與物體的重力大小相等方向相反，所以

輕繩對物體的作用力的合力不變，故CD錯誤。

故選Bo

2.如圖所示，甲、乙兩輛汽車在時刻剛好經(jīng)過同一位置，并沿同一方向做直線運動,

已知甲車的加速度大小恒為L2m/s2。下列正確的是（）

A.乙車做加速度先增大后減小的變加速運動

B.在前4s的時間內(nèi)，甲車運動位移為29.6m

C.在t=4s時，甲車追上乙車

D.在f=10s時，乙車又回到起始位置

【答案】B

【解析】

【詳解】A.速度圖象的斜率表示物體的加速度，由圖可知，乙車的加速度先減小后增大,

最后再減小，故A錯誤；

B.在前4s的時間內(nèi)，甲車運動位移為

1,1,

x=vot+—at=5x4+—xl.2x4'=29.6m

故B正確；

C.圖像與橫軸圍成的面積代表位移，在片4s時，兩車的速度相同，但前4s內(nèi)兩車經(jīng)過的

位移不同，故兩車沒有相遇；故A錯誤；

D.在10s前，乙車速度一直沿正方向，故乙車沒有回到起始位置；故D錯誤。

故選Bo

3.如圖所示，帶支架的平板小車沿水平面向左做直線運動，小球力用細線懸掛于支架前端，

質(zhì)量為加的物塊8始終相對于小車靜止在小車右端。占與小車平板間的動摩擦因數(shù)為若

某時刻觀察到細線偏離豎直方向0角，則此刻小車對物塊6產(chǎn)生的作用力的大小和方向為（重

力加速度為g）（）

A.mg,豎直向上B.儂,1+〃2,斜向左上方

C.儂tan9,水平向右D.儂Jl+ta^e，斜向右上方

【答案】D

【解析】

【詳解】以A為研究對象，分析受力如圖:

mAg

根據(jù)牛頓第二定律得

mAgtan0=mAa

解得

。=gtan6

方向水平向右。

小車對B的摩擦力為

f=ma=mgtan6

方向水平向右

小車對B的支持力大小為

方向豎直向上

則小車對物塊B產(chǎn)生的作用力的大小為

F=1M+尸=仆/1+32g

方向斜向右上方

選項D正確，ABC錯誤。

故選D。

4.一位網(wǎng)球運動員以拍擊球，使網(wǎng)球沿水平方向飛出，第一只球落在自己一方場地的B點，

彈跳起來，剛好擦網(wǎng)而過，落在對方場地的A點，第二只球直接擦網(wǎng)而過，也落在A點，如

圖.設(shè)球與地面的碰撞后，速度大小不變，速度方向與水平地面夾角相等，其運動過程中阻

力不計，則第一只球與第二只球飛過網(wǎng)C處時水平速度大小之比為

【答案】B

【解析】

【詳解】由平拋運動的規(guī)律可知，兩球分別被擊出至各自第一次落地的時間是相等的.由于

球與地面的碰撞是完全彈性碰撞，設(shè)第二球自擊出到落到A點時間為t,第一球自擊出到落到

A點的時間為3t；由于一、二兩球在水平方向均為勻速運動，水平位移x大小相等，設(shè)它們

V11

從。點出發(fā)時的初速度分別為『、V.由得』即所以有；=］，所以兩只球飛過

球網(wǎng)C處時水平速度之比為1：3,故B正確，ACD錯誤.

5.2018年12月27日，北斗三號基本系統(tǒng)已完成建設(shè)，開始提供全球服務(wù).其導(dǎo)航系統(tǒng)中部

分衛(wèi)星運動軌道如圖所示：a為低軌道極地衛(wèi)星；。為地球同步衛(wèi)星；c為傾斜軌道衛(wèi)星，其

軌道平面與赤道平面有一定的夾角，周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同.下列說法正確的是

A.衛(wèi)星a的線速度比衛(wèi)星c的線速度小

B.衛(wèi)星6和衛(wèi)星c的線速度大小相等

C.衛(wèi)星6的向心加速度比衛(wèi)星。的向心加速度大

D.衛(wèi)星a的機械能一定比衛(wèi)星6的機械能大

【答案】B

【解析】

【詳解】ABC.人造衛(wèi)星在圍繞地球做勻速圓周運動的過程中由萬有引力提供向心力，根據(jù)萬

有引力定律和勻速圓周運動知識得

mMV

G丁=ma=m—，

由題意可知，衛(wèi)星a的軌道半徑小于衛(wèi)星c(6)的軌道半徑，故衛(wèi)星a的線速度大于衛(wèi)星c的

線速度；衛(wèi)星方和衛(wèi)星c的周期相同，由

—mM442

G―z—=m—T-r

rT2

可知軌道半徑相同，故衛(wèi)星8線速度等于衛(wèi)星c的線速度，衛(wèi)星人的向心加速度等于衛(wèi)星c

的向心加速度，故A、C項與題意不相符，B項與題意相符;

D.由于不知道衛(wèi)星的質(zhì)量關(guān)系，故無法判斷衛(wèi)星a的機械能與衛(wèi)星6的機械能關(guān)系，故D項

與題意不相符.

6.某游戲裝置如圖所示，安裝在豎直軌道AB上的彈射器可上下移動，能水平射出速度大小

可調(diào)節(jié)的小彈丸.圓心為0的圓弧槽BCD上開有小孔P,彈丸落到小孔時;速度只有沿0P方

向才能通過小孔，游戲過關(guān)，則彈射器在軌道上

A.位于B點時，只要彈丸射出速度合適就能過關(guān)

B.只要高于B點，彈丸射出速度合適都能過關(guān)

C.只有一個位置，且彈丸以某一速度射出才能過關(guān)

D.有兩個位置，只要彈丸射出速度合適都能過關(guān)

【答案】C

【解析】

【分析】

根據(jù)安裝在豎直軌道AB上的彈射器可上下移動，能水平射出速度大小可調(diào)節(jié)的小彈丸，本題

考查了平拋運動的運用，抓住速度方向垂直P點圓弧的切線方向是關(guān)鍵，知道平拋運動在水

平方向和豎直方向上的運動規(guī)律，通過運動學(xué)公式和幾何關(guān)系進行求解.

【詳解】A項：根據(jù)平拋運動速度反向延長線過水平位移的中點可知，位于B點時，不管速度

多大，彈丸都不可能從P點射出，故A錯誤；

B、C、D項：根據(jù)平拋運動速度反向延長線過水平位移的中點可得：CN=‘x'/?(l+cosa)

22

則豎直位移PN=CN?tana=i/?(l+cosa)tana彈射器高B點的高度為

2

y=PN-Rsina=—/?(tana-sina),所以只有一個位置，射出才能過關(guān)，故B、D錯誤，C正確.

2

故選C.

【點睛】根據(jù)平拋運動速度反向延長線過水平位移的中點結(jié)合幾何關(guān)系求解豎直方向的位移,

再進一步求解彈射器高B點的高度.

7.如圖，半徑為"的半球形容器固定在水平轉(zhuǎn)臺上，轉(zhuǎn)臺繞過容器球心。的豎直軸線以角速

度0勻速轉(zhuǎn)動.質(zhì)量相等的小物塊4、8隨容器轉(zhuǎn)動且相對器壁靜止.4、8和球心。點連線

與豎直方向的夾角分別為a、J3,a>fi.則下列說法正確的是（）

A.1的向心力等于6的向心力

B.容器對/的支持力一定小于容器對6的支持力

C.若。緩慢增大，則A8受到摩擦力一定都增大

D.若4不受摩擦力，則6受沿容器壁向下的摩擦力

【答案】D

【解析】

【詳解】A、由于〃=Rsina>Rsin夕=員，根據(jù)向心力公式尸可知人的向心力大

于B的向心力，故選項A錯誤；

BCD、若A不受摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律可得叫=解得A的角速度

=,同理可得當(dāng)B的摩擦力為零時，B的角速度=,則有

若轉(zhuǎn)動的角速度。<OB，A和B受沿容器壁向上的摩擦力,

如果角速度增大,則A、B受到的摩擦力都減小;若A不受摩擦力,整體轉(zhuǎn)動的角速度為CO=COA,

則B有向上的運動趨勢，故B受沿容器壁向下的摩擦力，故選項D正確，B、C錯誤.

8.如圖，固定于小車上的支架上用細線懸掛一小球.線長為L.小車以速度V。做勻速直線運

動，當(dāng)小車突然碰到障礙物而停止運動時.小球上升的高度的可能值是（）

B.小于反

2g

大于粵

C.D.等于2L

2g

【答案】ABD

【解析】

試題分析：當(dāng)小車突然碰到障礙物而停止運動時，由于慣性小球的速度仍為%,若%可以滿

足小球做圓周運動，則小球可以上升的最高點正好為圓的直徑，即為2L,若小球不能做圓周

運動，則根據(jù)機械能守恒可得1根％2=相8〃，解得〃=萼，若空氣阻力不能忽略，則小球

22g

的機械能不守恒，上升高度小于二

，故ABD正確

2g

考點：考查了圓周運動，機械能守恒

【名師點睛】小球在運動的過程中機械能守恒，由機械能守恒可以求得小球能到達的最大高

度；如果小球可以達到最高點做圓周運動的話，那么最大的高度就是圓周運動的直徑，本題

由多種可能性，在分析問題的時候一定要考慮全面，本題考查的就是學(xué)生能不能全面的考慮

問題，難度不大

9.如圖甲所示，靜止在水平地面的物塊A,受到水平向右的拉力F作用，F(xiàn)與時間t的關(guān)系

如圖乙所示，設(shè)物塊與地面的靜摩擦力最大值，與滑動摩擦力大小相等，則（）

2/i

圖甲圖乙

A.0-Z,時間內(nèi)F的功率逐漸增大

B.弓時刻物塊A的加速度最大

C.弓時刻后物塊A做反向運動

D.4時刻物塊A的動能最大

【答案】BD

【解析】

試題分析：由圖象可知，0?3時間內(nèi)拉力F小于最大靜摩擦力，物體靜止，拉力功率為零，

故A錯誤；

由圖象可知，在h時刻物塊A受到的拉力最大，物塊A受到的合力最大，由牛頓第二定律可

得，此時物塊A的加速度最大，故B正確；由圖象可知在t2?匕時間內(nèi)物體受到的合力與物塊

的速度方向相同，物塊一直做加速運動，故C錯誤；由圖象可知在匕?t3時間內(nèi)，物塊A受到

的合力一直做正功，物體動能一直增加，在t3時刻以后，合力做負功.物塊動能減小，因此

在t3時刻物塊動能最大，故D正確；故選BD.

考點：牛頓第二定律及動能定理的應(yīng)用

【名師點睛】根據(jù)圖象找出力隨時間變化的關(guān)系是正確解題的前提與關(guān)鍵；要知道當(dāng)拉力大

于最大靜摩擦力時，物體開始運動；當(dāng)物體受到的合力最大時，物體的加速度最大；由動能

定理可知，物體拉力做功最多時，物體獲得的動能最大，要掌握圖象題的解題思路.

10.我國正在進行的探月工程是高新技術(shù)領(lǐng)域的一次重大科技活動，在探月工程中飛行器成

功變軌至關(guān)重要。如圖所示，假設(shè)月球半徑為月球表面的重力加速度為須，飛行器在距

月球表面高度為3"的圓形軌道I上運動，到達軌道的4點點火變軌進入橢圓軌道H,到達

軌道的近月點8再次點火進入近月軌道m(xù)繞月球做圓周運動，則（）

A.衛(wèi)星在軌道n經(jīng)過6點時的速度一定小于月球的第一宇宙速度

B.衛(wèi)星在軌道IH的運動周期一定小于軌道II的運動周期

C.只有萬有引力作用情況下，飛行器在軌道H上通過6點的加速度大于在軌道HI上通過8點

的加速度

D.飛行器在軌道川上繞月球運行一周所需的時間為2萬

【答案】BD

【解析】

【詳解】A.第一宇宙速度是近月衛(wèi)星的環(huán)繞速度，根據(jù)題意可知，從軌道n進入軌道ni,到

達軌道的近月點8再次點火減速近心運動進入近月軌道iii,所以衛(wèi)星在軌道n經(jīng)過s點時的

速度一定大于月球的第一宇宙速度，故A錯誤；

B.根據(jù)開普勒第三定律可知，軌道半長軸越大，周期越長，故衛(wèi)星在軌道川的運動周期一定

小于軌道II的運動周期，故B正確；

C.根據(jù)牛頓第二定律可得。=一，飛行器在軌道II上通過夕點的加速度等于在軌道口上

r

通過8點的加速度，故C錯誤；

D.設(shè)飛船在近月軌道HI繞月球運行一周所需的時間為7,則

解得：

故D正確。

故選BD。

11.如圖所示，一輕彈簧的一端固定在傾角為。=37°的光滑斜面底端，另一端連接一質(zhì)量

為2kg的物塊A,處于靜止?fàn)顟B(tài)。若在物塊A的上方斜面上緊靠A處輕放一質(zhì)量為3kg的物

塊B,A、B一起向下運動，經(jīng)過10cm運動到最低點。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,

重力加速度g取lOm/s?,則在兩物塊沿斜面向下運動的過程中，下列說法正確的是（

A.A、B間的彈力先減小后增大

B.在物塊B剛放上的瞬間，A、B間的彈力大小為7.2N

C.物塊A、B和彈簧組成的系統(tǒng)重力勢能與彈性勢能之和先減少后增加

D.物塊運動到最低點時加速度為零

【答案】BC

【解析】

【詳解】A.兩物塊沿斜面向下運動的過程中，彈簧壓縮量逐漸增大，所以A、B間的彈力一

直增大，故A錯誤；

B.物塊A剛放上去的瞬間，由于彈簧的彈力不能突變，所以物塊A、B整體受到的合力為屈g

sin37。，設(shè)加速度為a,則有

迎/in37°=（%+跟）a

設(shè)A、B間的彈力為區(qū)，對物塊B有

阿的in37°_pi=nka

聯(lián)立解得

人=7.2N

故B正確；

C.由功能關(guān)系，彈簧和兩物塊組成系統(tǒng)，重力勢能與彈性勢能之和的減少量等于兩物塊

動能的增加量，兩物塊的動能先增加后減少，故重力勢能與彈性勢能之和先減少后增加，故C

正確；

D.兩物塊在速度最大位置處，加速度為零，故在最低點時，加速度不為零，且沿斜面向上，

故D錯誤。

故選BC。

12.如圖所示，由電動機帶動著傾角0=37°的足夠長的傳送帶以速率v=4m/s順時針勻速轉(zhuǎn)

動.一質(zhì)量m=2kg的小滑塊以平行于傳送帶向下v'=2m/s的速率滑上傳送帶，已知小滑塊

7

與傳送帶間的動摩擦因數(shù)口=—,MXg=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,則小滑塊從

8

接觸傳送帶到與傳送帶相對靜止的時間內(nèi)

37。

A.小滑塊的加速度大小為lm/s2

B.重力勢能增加了120J

C.小滑塊與傳送帶因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能為84J

D.電動機多消耗的電能為336J

【答案】AD

【解析】

A、由牛頓第二定律可得〃mgcose—?ngsine="?a,解得a=l〃?/s2,故A正確；

Av

B、小滑塊從接觸傳送帶到相對傳送帶靜止的時間，=—=6s,小滑塊的位移

Ar

S=&=1X6m=6m,重力勢能增加量=mgssMT=72J,故B錯誤;

2

C、6s內(nèi)傳送帶運動的位移s'=24m，所以相對位移加=s'-s=18根，產(chǎn)生的內(nèi)能

Q=/Jmgcos37°,2\s=252J,故C錯誤；

D、小滑塊增加的動能△4=,加丫2一_1〃〃，2=121/,所以電動機多消耗的電能

22

E=12J+72J+252/=336J，故D正確；

故選AD.

第H卷（非選擇題，共52分）

二、實驗題（本題共2小題，共12分）

13.用圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律.氣墊導(dǎo)軌上/處安裝了一個光電門，滑塊

上固定一遮光條，滑塊用繞過氣墊導(dǎo)軌左端定滑輪的細線與鉤碼相連，每次滑塊都從同一位

置由靜止釋放，釋放時遮光條位于氣墊導(dǎo)軌上6位置的上方.

01020

(1)某同學(xué)用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度d,如圖乙所示，則"=mm.

(2)實驗中，接通氣源，滑塊靜止釋放后，由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門的時間為t,

測得滑塊質(zhì)量為鉤碼質(zhì)量為加，從8間的距離為￡.在實驗誤差允許范圍內(nèi)，鉤碼減小的

重力勢能mgL與(用直接測量的物理量符號表示)相等，則機械能守恒.

(3)下列不必要的一項實驗要求是_______(請?zhí)顚戇x項前對應(yīng)的字母).

A.滑塊必須由靜止釋放B.應(yīng)使滑塊的質(zhì)量遠大于鉤碼的質(zhì)量

C.已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣菵.應(yīng)使細線與氣墊導(dǎo)軌平行

【答案】(1).(1)2.70(2).(2)(3).(3)B

2尸

【解析】

【詳解】(1)由圖示游標(biāo)卡尺可知，主尺示數(shù)為2nini,游標(biāo)尺示數(shù)為14X0.05mm=0.70mm,則

游標(biāo)卡尺讀數(shù)為2mm+0.70mm=2.70mm；

(2)由于遮光條通過光電門的時間極短因此可以利用平均速度來代替其瞬時速度，因此滑塊

經(jīng)過光電門時的瞬時速度為：v=d/t；實驗要驗證機械能守恒定律，故：

1、2(M+m\d~

mgL=—(zM+m)v----------—；

22r

(3)本實驗中拉力時通過實驗數(shù)據(jù)，來判定鉤碼重力勢能的減少量與系統(tǒng)動能的增加量的關(guān)

系，故不需要保證所掛鉤碼的質(zhì)量m遠小于滑塊質(zhì)量M,故ACD不符合題意，B符合；

【點睛】本題考查了實驗器材、實驗注意事項、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗誤差分析等問題：要掌

握實驗原理、實驗器材與實驗注意事項、實驗數(shù)據(jù)的處理方法；常常應(yīng)用圖象法處理實驗數(shù)

據(jù)，應(yīng)用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)時為方便實驗數(shù)據(jù)處理，注意游標(biāo)卡尺沒有估計值.

14.如圖甲所示是探究“恒力做功與物體動能改變的關(guān)系”實驗裝置，主要實驗步驟如下：

①用天平測出滑塊(含滑輪)質(zhì)量松255.0g,并安裝好實驗裝置；

②適當(dāng)墊高長木板不帶滑輪的一端，滑塊不掛輕繩，掛上紙帶，輕推滑塊使滑塊沿長木板勻

速運動；

③輕繩通過軌道末端的滑輪和滑塊上的滑輪，一端掛在力傳感器上，另一端掛質(zhì)量為爐100g

的鉤碼，兩輕繩與木板平行；

④接通打點時器電源，釋放滑塊，打出一條點跡清晰的紙帶，如圖乙所示，相鄰計數(shù)點間時

間間隔為0.1s,并記錄力傳感器示數(shù)片0.39N。

(1)滑塊從8運動到。過程中，合力對滑塊所做的功聆J,滑塊動能的增量

△瓦=J;(計算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)

(2)多次實驗發(fā)現(xiàn)合力對滑塊所做的功/總略大于滑塊動能的增量AE,可能的原因是—

(填選項前面字母)

A.沒有滿足滑塊質(zhì)量遠大于鉤碼質(zhì)量

B.平衡摩擦力過度

C.滑輪摩擦影響

【答案】(1).0.140(2).0.138(3).C

【解析】

【詳解】(1)口][2]合力對滑塊做功為：

—"2X0.39X(0.0751+0.1049)J=0.140J

根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律，6點的速度：

龍-0.0449+0.0751

VB-VAC=萬下

2x0.1

〃點速度：

XcE0.1049+0.1351,,0,

v=v---------------------m/s=1.2m/s

DCE2T2x0.1

滑塊動能增加量

22

Ek=111x0.255x(1.2-0.6)J=O.138J

(2)[3]A.繩子拉力直接由傳感器示數(shù)讀出即可，不需要滿足滑塊質(zhì)量遠大于鉤碼質(zhì)量這個

條件，故A錯誤;

B.如果平衡摩擦力過度，會出現(xiàn)合力對滑塊所做的功加小于或者等于滑塊動能的增量△及，

故B錯誤；

C.從功能關(guān)系看出：該實驗一定有機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的，即試驗中有存在摩擦力做負功的情

況，故C正確；

故選：Co

三、計算題（本題共4小題，共40分。按題目要求作答，計算題要有必要的文字說明和解題

步驟，有數(shù)值計算的要注明單位。）

15.滑水運動是一項非常刺激的水上運動，研究發(fā)現(xiàn)，在進行滑水運動時，水對滑板的作用

力R垂直于板面，大小為kv?,其中v為滑板運動的速率（水可視為靜止）.某次滑水運動，如

圖所示，人和滑板的總質(zhì)量為m,在水平牽引力作用下，當(dāng)滑板和水面的夾角為e時，滑板

和人做勻速直線運動（忽略空氣阻力,重力加速度g取lOm/s2），求此時：

（1）水平牽引力有多大？

（2）滑板前進的速度有多大？

【答案】(1)F=mgtan0(2)

【解析】

【分析】

（1）對滑板和人整體受力分析，然后運用共點力平衡條件列式求解；

（2）根據(jù)平衡條件求出支持力后，根據(jù)題中的支持力和速度關(guān)系公式求解滑板的速率.

【詳解】（1）把人和滑板作為整體受力分析，如圖所示

水平方向上：F^FNsin0

豎直方向上：mg=FNcos0

解得：F=mgtan0

COS，

2

(2)勻速直線運動時有：FN=kv

解得：v=mg

kcosd

【點睛】本題關(guān)鍵是對物體受力分析，運用共點力平衡條件求出各個力后，再根據(jù)題意求解

速度.

16.某興趣小組對一輛自制遙控小車的性能進行研究，他們讓這輛小車在水平的直軌道上由

靜止開始運動，并將小車運動的全過程記錄下來，通過處理轉(zhuǎn)化為Lt圖象，如圖所示(除

2s'10s時間段圖象為曲線外，其余時間段圖象均為直線)。已知在小車運動的過程中，2s14s

時間段內(nèi)小車的功率保持不變，在14s末停止遙控而讓小車自由滑行，小車的質(zhì)量為1.0kg,

可認為在整個運動過程中小車所受到的阻力大小不變。求：

(1)小車所受到的阻力大??；

(2)小車勻速行駛階段的功率;

(3)小車在加速運動過程中位移的大小。

【答案】(1)0.75N；(2)2.25W；(3)19.67m。

【解析】

【詳解】(1)14s末停止遙控而讓小車自由滑行，由圖象14s-：18s時間段得

0信-3信

18-144

由牛頓第二定律得小車受到阻力大小

f=ma>,=Q.75N

(2)在lOs-14s小車作勻速直線運動，牽引力

月戶0.75N

小車額定功率

尸尸片0.75X3W=2.25W

(3)小車0-2s內(nèi)的位移

1C，，

x.=-x2xlm=lm

'2

2s-10s內(nèi)根據(jù)動能定理

解得:

56

=—m

-3

開始加速過程中小車的位移大小為:

59

—mx19.67m

3

17.如圖所示，質(zhì)量為20和卬的兩個彈性環(huán)A、B用不可伸長的、長為人的輕繩連接，分別

套在水平細桿8和豎直細桿OQ上，OP與。。在。點用一小段圓弧桿平滑相連，且。。足夠長。

初始時刻，將輕繩拉至水平位置伸直，然后釋放兩個小環(huán)，A環(huán)通過小段圓弧桿時速度大小

保持不變，重力加速度為g,不計一切摩擦，試求：

(1)當(dāng)B環(huán)下落且時，A環(huán)的速度大小；

2

(2)A環(huán)到達。點后再經(jīng)過多長時間能夠追上B環(huán)。

【答案】⑴I巫；⑵歸。

5打

【解析】

【詳解】(1)當(dāng)B環(huán)下落工時繩子與水平方向之間的夾角滿足

2

21

sintz=—=—

L2

即為

a=30°

由速度的合成與分解可知

y緞=?\cos30°=KBsin30°

則有

B下降的過程中A與B組成的系統(tǒng)機械能守恒，有

乙1c212

mg-=-^mv^+-mvB

所以A環(huán)的速度為

(2)由于A到達。點時B的速度等于0,由機械能守恒有

=mgL

解得

環(huán)A過。點后做初速度為%'、加速度為g的勻加速直線運動，B做自由落體運動；當(dāng)A追上

B時，有

,1,1

v\t+-gt2^Lr+-gr2

解得

18.如圖甲所示，一傾角為37°,長￡3.75m的斜面46上端和一個豎直圓弧形光滑軌道宛

相連，斜面與圓軌道相切于8處，。為圓弧軌道的最高點.片。時刻有一質(zhì)量片1kg的物塊

沿斜面上滑，其在斜面上運動的r-t圖象如圖乙所示.已知圓軌道的半徑廬0.5m.(取交10

m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求：

(1)物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)〃；

(2)物塊到達。點時對軌道的壓力K的大小;

(3)試通過計算分析是否可能存在物塊以一定的初速度從/點滑上軌道，通過C點后恰好能落

在4點.如果能，請計算出物塊從{點滑出的初速度；如不能請說明理由.

【答案】(1)“=0.5(2)尸',=4N(3)v,=J學(xué)m/s

【解析】

【分析】

由圖乙的斜率求出物塊在斜面上滑時的加速度，由牛頓第二定律求動摩擦因數(shù)；由動能定理

得物塊到達C點時的速度，根據(jù)牛頓第二定律和牛頓第三定律求出)物塊到達C點時對軌道的

壓力尺的大小：物塊從C到力，做平拋運動，根據(jù)平拋運動求出物塊到達C點時的速度，物塊

從A到C,由動能定律可求物塊從4點滑出的初速度；

【詳解】解：(D由圖乙可知物塊上滑時的加速度大小為a=10?〃/s2

根據(jù)牛頓第二定律有：gsin37°+〃gcos37°=a

解得〃=0.5

(2)設(shè)物塊到達。點時的速度大小為出由動能定理得：

-mg(Lsin370+1.8/?)-/.imgLcos37°=gmv}-gmv^

2

在最高點，根據(jù)牛頓第二定律則有：〃?g+4=〃?亳

解得：解=4N

由根據(jù)牛頓第三定律得：FUN

物體在，點對軌道的壓力大小為4N

(3)設(shè)物塊以初速度匕上滑，最后恰好落到/點

物塊從C到人做平拋運動，豎直方向：