2022-2023學(xué)年江蘇省南京市六校聯(lián)合體高一(下)期中物理試卷一、單選題(本大題共10小題,共40.0分)1.  在科學(xué)發(fā)展中,許多科學(xué)家對物理學(xué)的發(fā)展作出了巨大貢獻,下列表述正確的是(    )A. 美國物理學(xué)家密立根發(fā)現(xiàn)了電子
B. 伽利略的理想斜面實驗說明物體的運動不需要力來維持
C. 牛頓進行了著名的“月地檢驗”并通過實驗測出了引力常量
D. 伽利略通過分析第谷觀測的天文數(shù)據(jù)得出行星運動規(guī)律2.  如圖所示,完全相同的兩個金屬球、帶有相等的電荷量,相隔一定距離,兩球之間斥力大小是。今讓第三個完全相同的不帶電的金屬小球先后與兩球接觸后移開。這時,兩球之間的相互作用力的大小是(    )A.  B.  C.  D. 3.  下列四幅圖是有關(guān)生活中的圓周運動的實例分析,其中說法正確的是(    )

 A. 汽車通過凹形橋的最低點時,速度越快越容易爆胎
B. 鐵路的轉(zhuǎn)彎處,外軌比內(nèi)軌高是為了利用輪緣與內(nèi)軌的側(cè)壓力來幫助火車轉(zhuǎn)彎
C. “水流星”表演中,在最高點處水對桶底一定有壓力
D. 洗衣機的脫水是利用了失重現(xiàn)象4.  某同學(xué)在操場上踢足球,足球質(zhì)量為,該同學(xué)將足球以速度從地面上的點踢起,最高可以到達離地面高度為點位置,從足球克服空氣阻力做的功為,選地面為零勢能的參考平面,則下列說法中正確的是(    )
 A. 足球從的運動過程機械能守恒
B. 該同學(xué)對足球做的功等于
C. 足球在點處的機械能為
D. 足球在點處的動能為5.  鏈球是奧運會比賽項目,研究運動員甩動鏈球做勻速圓周運動的過程,簡化模型如圖乙所示,不計空氣阻力和鏈重,則(    )
A. 鏈球受重力、拉力和向心力三個力的作用 B. 鏈長不變,轉(zhuǎn)速越大,鏈條張力越小
C. 鏈長不變,轉(zhuǎn)速越大,角越小 D. 轉(zhuǎn)速不變,鏈長越大,角越大6.  月,天問一號火星探測器被火星捕獲,經(jīng)過一系列變軌后從“調(diào)相軌道”進入“停泊軌道”,為著陸火星做準(zhǔn)備。如圖所示,陰影部分為探測器在不同軌道上繞火星運行時與火星的連線每秒掃過的面積,下列說法正確的是(    )
A. 圖中兩陰影部分的面積相等
B. 從“調(diào)相軌道”進入“停泊軌道”探測器機械能變小
C. 從“調(diào)相軌道”進入“停泊軌道”探測器周期變大
D. 探測器在點的加速度小于在點的加速度7.  A、兩個點電荷在真空中的電場線方向未標(biāo)出如圖所示。圖中點為兩點電荷連線的中點,為兩點電荷連線的中垂線,點為中垂線上的一點,電場線的分布關(guān)于左右對稱。則(    )A. A、是等量同種點電荷
B. 處的場強方向一定垂直向右
C. 點沿直線到點,場強大小逐漸增大
D. 點沿直線到點,場強方向保持不變
 8.  如圖所示,兩人各自用吸管吹黃豆,甲黃豆從吸管末端點水平射出的同時乙黃豆從另一吸管末端點斜向上射出,經(jīng)過一段時間后兩黃豆在點相遇,曲線分別為甲、乙黃豆的運動軌跡。若點在點正下方,點與點位于同一水平線上,且長度等于的長度,不計黃豆的空氣阻力,可將黃豆看成質(zhì)點,則(    )
A. 乙黃豆相對于點上升的最大高度為長度一半
B. 甲黃豆在點速度與乙黃豆在最高點的速度相等
C. 兩黃豆相遇時甲的速度大小為乙的兩倍
D. 兩黃豆相遇時甲的速度與水平方向的夾角為乙的兩倍9.  在傾角為的固定光滑斜面上有兩個用輕彈簧相連的物塊、,它們的質(zhì)量分別為,彈簧勁度系數(shù)為,為一固定擋板,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)用一平行于斜面向上的拉力拉物塊,使它以加速度沿斜面向上做勻加速運動直到物塊剛要離開擋板。在此過程中(    )
A. 物塊運動的距離為 B. 拉力的最大值為
C. 彈簧的彈性勢能持續(xù)增大 D. 拉力做功的功率一直增大10.  一物體在豎直向上的恒力作用下,由靜止開始向上運動,在某一高度時撤去該力,不計空氣阻力,則在整個上升過程中,物體的機械能、動能、重力勢能隨時間或位移變化的關(guān)系圖像可能正確的是(    )A.  B.
C.  D.  二、實驗題(本大題共1小題,共12.0分)11.  某興趣小組在“研究自由下落物體的機械能”的實驗中如圖,分別用了橫截面積相等質(zhì)量分別為的紙質(zhì)重錘、的木質(zhì)重錘、的鐵質(zhì)重錘,如圖所示。

分別用紙質(zhì)重錘、木質(zhì)重錘、鐵質(zhì)重錘完成一組實驗,得到三條紙帶并做好標(biāo)記;
分別對每一條紙帶進行數(shù)據(jù)處理。如圖所示,選取紙帶中適當(dāng)?shù)囊欢芜\動過程進行研究,標(biāo)記起始點和所研究的每一個打點序號和點之間還有若干點未標(biāo)出,分別測量每個點到點的距離,在表格中記錄下落高度,計算每個點的速度,并計算得其平方的一半;  物理量紙質(zhì)  木質(zhì)  鐵質(zhì)  下列的分析計算中,數(shù)據(jù)均保留位有效數(shù)字,已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>。
將紙質(zhì)、木質(zhì)重錘的數(shù)據(jù)描繪在圖中,則紙質(zhì)重錘對應(yīng)的圖線是______ ;
A.
B.
對木質(zhì)重錘的數(shù)據(jù)進行分析,計算出點到序號點減少了______ 的重力勢能;
將鐵質(zhì)重錘的數(shù)據(jù)畫在圖中,請補齊未畫的點并完成連線;
根據(jù)描繪的圖計算出其加速度 ______
將第問的計算結(jié)果與當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣茸鰧Ρ群螅傻贸鰧嶒灲Y(jié)論______ 。三、計算題(本大題共4小題,共48.0分)12.  執(zhí)行火星探測任務(wù)的“天問一號”環(huán)繞火星做勻速圓周運動時,周期為,軌道半徑為。已知引力常量為,不考慮火星的自轉(zhuǎn)。
“天問一號”環(huán)繞火星運動的角速度;
火星的質(zhì)量。13.  如圖甲所示,一根絕緣細線拴著一質(zhì)量為的帶電小球,當(dāng)電荷量為的小球球在同一水平線上且間距為時,小球靜止,此時細線與豎直方向間的夾角。已知兩球均可視為點電荷,靜電力常量為,重力加速度為。求:
球所帶的電荷量;
若撤去小球的同時,在所在空間加一水平方向的勻強電場使小球保持在原來位置不變,請在乙圖中畫出勻強電場的方向,并計算電場強度的大小。
14.  如圖所示,繃緊的傳送帶與水平面的夾角,傳送帶在電動機的帶動下,始終保持的速率運行,現(xiàn)把一質(zhì)量為的工件可視為質(zhì)點輕輕放在傳送帶的底端,工件被傳送到的高處,已知工件與傳送帶之間的動摩擦因數(shù),,求:
工件從放上傳送帶到與傳送帶共速的時間;
工件從底端運送到頂端的過程中,摩擦力對工件做功;
電動機由于傳送工件到頂端多消耗的電能15.  如圖所示,,在水平軌道上安放半徑為的光滑豎直圓槽形軌道,水平軌道的段長度為,其粗糙程度均勻且動摩擦因數(shù)可人為控制,其余部分光滑。水平軌道左側(cè)有足夠高的光滑曲線軌道,曲線軌道、圓槽形軌道都與水平軌道平滑連接。質(zhì)量為的小物塊從軌道右側(cè)以初速度向左運動,第一次通過圓形軌道的最高點時,對軌道的壓力為,取。求:
物塊的初速度;
段的動摩擦因數(shù)為多大時,小物塊恰能第二次通過圓槽形軌道最高點;
若要小物塊在整個運動過程中始終不脫離軌道,則段的動摩擦因數(shù)的取值范圍是多少

答案和解析 1.【答案】 【解析】解:、電子是由英國物理學(xué)家湯姆孫發(fā)現(xiàn)的,年美國物理學(xué)家密立根通過油滴實驗測定了電子的電荷量,故A錯誤;
B、伽利略的理想斜面實驗說明物體的運動不需要力來維持,故B正確;
C、牛頓進行了著名的“月地檢驗”證明了萬有引力定律,但沒能測出引力常量,英國物理學(xué)家卡文迪什通過實驗測出了引力常量,故C錯誤;
D、開普勒通過分析第谷觀測的天文數(shù)據(jù)得出行星運動規(guī)律,故D錯誤。
故選:。
根據(jù)物理學(xué)史和常識解答,記住著名物理學(xué)家的主要貢獻即可。
本題考查物理學(xué)史,是常識性問題,對于物理學(xué)上重大發(fā)現(xiàn)、發(fā)明、著名理論要加強記憶,這也是考試內(nèi)容之一。
 2.【答案】 【解析】解:兩球相互排斥,則兩球帶同種電荷,設(shè)帶有電荷量為,相隔一定距離,根據(jù)庫侖定律有,兩球之間相互吸引力大小
根據(jù)電量分配原則,第三個不帶電的金屬小球與球接觸后移開,第三個球與球的帶電量都為,第三個球與球接觸后移開,第三個球與球的帶電量都為
根據(jù)庫侖定律有,、兩球之間相互作用力大小,故C正確,ABD錯誤。
故選:
根據(jù)庫侖定律,電量分配原則,結(jié)合題意,即可解答。
本題解題關(guān)鍵是結(jié)合題意,根據(jù)電量分配原則求出、的電量,再結(jié)合庫侖定律分析。
 3.【答案】 【解析】解:、汽車通過凹形橋的最低點時,對汽車受力分析,根據(jù)牛頓第二定律得:
整理得:
速度越大,汽車輪胎所受地面支持力越大,越容易爆胎,故A正確;
B、在鐵路的轉(zhuǎn)彎處,通常要求外軌比內(nèi)軌高,目的是使火車自身重力與所受支持力的合力來提供轉(zhuǎn)彎所需的向心力,減輕輪緣與軌道的擠壓,故B錯誤;
C、表演“水流星”時,當(dāng)“水流星”通過最高點時,若滿足水的速度為

則此時水對桶底的作用力為零,故C錯誤;
D、洗衣機脫水筒的脫水原理是利用了離心現(xiàn)象,故D錯誤。
故選:。
汽車通過凹形橋的最低點時,對汽車受力分析,根據(jù)牛頓第二定律求解汽車輪胎所受支持力,分析即可;鐵路轉(zhuǎn)彎處外軌比內(nèi)軌高,是為了使火車自身重力與所受支持力的合力來提供轉(zhuǎn)彎所需的向心力;“水流星”表演中,水到達最高點速度最小時,只收重力;洗衣機的脫水是利用了失重現(xiàn)象。
本題考查生活中的圓周運動,解決該題需要明確知道各個現(xiàn)象的原理,考查學(xué)生應(yīng)用物理知識分析處理實際問題的能力,知道圓周運動向心力的來源。
 4.【答案】 【解析】解:足球從的運動過程,空氣阻力對足球做負功,足球的機械能減少,足球從機械能不守恒,故A錯誤;
的運動過程,根據(jù)動能定理可得:

解得足球在點處的動能為:
該同學(xué)對足球做的功,所以該同學(xué)對足球做的功要大于,故B錯誤,D正確;
C.選地面為零勢能的參考平面,足球在點處的機械能為,
足球在點處的機械能大于,故C錯誤;
故選:。
足球從運動過程中根據(jù)機械能守恒條件進行分析判斷;根據(jù)動能定理或功能關(guān)系求解該同學(xué)對足球做的功等;選地面為零勢能面,足球在點處的機械能為足球的動能;根據(jù)動能定理或能量守恒定律求出足球在點處的動能。
本題關(guān)鍵是要掌握機械能守恒的條件,由于有空氣阻力做功,足球機械能不守恒,但能量守恒始終成立,可采用動能定理或功能關(guān)系求解。
 5.【答案】 【解析】解:、對鏈球受力分析,受重力和拉力,合力提供做圓周運動向心力,如圖所示

,
設(shè)鏈長為,根據(jù)幾何關(guān)系,做圓周運動半徑為
由牛頓第二定律
可得
若鏈長不變,轉(zhuǎn)速越大,越大,則鏈條張力越大,若轉(zhuǎn)速不變,鏈長越大,角越大。故D正確,ABC錯誤。
故選:。
對鏈球受力分析,合力提供做圓周運動向心力結(jié)合幾何關(guān)系,結(jié)合選項,即可解答。
本題考查學(xué)生對圓周運動的問題分析能力,解題關(guān)鍵是正確分析合力,合力提供向心力。
 6.【答案】 【解析】解:、根據(jù)開普勒第二定律可知,探測器在同一軌道上運行時,在相等的時間內(nèi)探測器與火星的連線掃過的面積相等,不同軌道掃過的面積不相等,故A錯誤;
B、探測器在“調(diào)相軌道”的點減速進入“停泊軌道”,機械能減小,故B正確;
C、“調(diào)相軌道”的半長軸大于“停泊軌道”的半長軸,由開普勒第三定律可知從“調(diào)相軌道”進入“停泊軌道”探測器周期變小,故C錯誤;
D、由牛頓第二定律有:,可得,探測器在點的半徑小于在點的半徑,所以探測器在點的加速度大于在點的加速度,故D錯誤。
故選:。
A、根據(jù)開普勒第二定律可知同一軌道探測器與火星連線在相等的時間內(nèi)掃過的面積相等;
B、探測器從高軌道進入低軌道要減速,機械能減少;
C、由圖可知探測器在兩軌道半長軸的大小關(guān)系,由開普勒第三定律可知探測器在兩軌道運動的周期大小關(guān)系;
D、根據(jù)牛頓第二定律可得加速度大小表達式,可知半徑越小,加速度越大。
本題考查了開普勒定律,熟練掌握開普勒三個定律是解題的關(guān)鍵。
 7.【答案】 【解析】解:由電場線分布可知,是等量異種點電荷,不是同種電荷,故A錯誤;
由于、兩個點電荷的電性未知,連線的中垂線上的點的電場強度方向可能水平向右也可能水平向左,但是電場方向都相同,故B錯誤,D正確;
C.疏密表示電場強度大小,從點沿直線到點,場線逐漸稀疏,故場強大小逐漸減小,故C錯誤。
故選:。
等量異種電荷的電場線分布,電場沿電場線的切線方向,疏密表示電場強度大小。
本題考查等量異種電荷的電場線分布,注意電場線的疏密表示電場大小。
 8.【答案】 【解析】解:由題意知,甲乙兩黃豆運動時間相同,設(shè)運動時間均為,設(shè)
對甲黃豆,豎直方向有
對乙黃豆,從點運動至最高點過程中,由對稱性可知運動時間為,由逆向思維可知上升最大高度為
所以乙黃豆相對于點上升的最大高度為長度的,故A錯誤;
B.設(shè)甲黃豆在點的速度為,乙黃豆到達最高點的速度為
對甲黃豆,水平方向有
對乙黃豆,水平方向有
聯(lián)立解得
即甲黃豆在點速度與乙黃豆在最高點的速度相等,故B正確;
C.設(shè)甲黃豆到點時豎直方向速度為,則有,解得
又有

聯(lián)立解得
則甲黃豆到點時速度大小為
設(shè)乙黃豆在點的豎直分速度為,則有,解得
則乙黃豆到點時速度大小為

C錯誤;
D.兩黃豆相遇時,甲的速度與水平方向的夾角的正切值為
乙的速度與水平方向的夾角的正切值為
所以兩黃豆相遇時甲的速度與水平方向的夾角的正切值為乙的兩倍,則由正切函數(shù)知識可知,兩黃豆相遇時甲的速度與水平方向的夾角并非乙的兩倍,故D錯誤。
故選:。
黃豆甲做平拋運動,可將運動分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動;黃豆乙做斜拋運動,可將運動分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的豎直上拋運動、自由落體運動。甲乙黃豆的運動時間相等,水平位移相等,甲黃豆的豎直位移大小等于水平位移大小。根據(jù)運動學(xué)公式結(jié)合斜拋運動對稱性可解。
本題主要考查平拋運動和斜拋運動的相遇問題,關(guān)鍵要把握兩黃豆的運動時間相等、水平位移相等、甲黃豆的豎直位移大小等于水平位移大小。再根據(jù)運動的分解知識,結(jié)合運動學(xué)公式可解。
 9.【答案】 【解析】解:、設(shè)開始時彈簧壓縮量為,對物塊,根據(jù)平衡條件,有:,得:;
當(dāng)物塊剛離開擋板時彈簧伸長量為,對物塊,根據(jù)平衡條件,有:,得:,所以物塊運動的距離為:,故A錯誤;
B、物塊剛要離開擋板時拉力最大,對,由牛頓第二定律有:,結(jié)合,解得拉力的最大值為:,故B錯誤;
C、由于彈簧原來處于壓縮狀態(tài),具有彈性勢能,在拉力拉物塊沿斜面向上運動過程中,彈簧先恢復(fù)原長后被拉伸,彈簧彈性勢能先減小后增大,故C錯誤;
D、在拉力拉物塊沿斜面向上運動過程中,由于拉力逐漸增大,物塊沿斜面做勻加速運動,速度逐漸增大,根據(jù)功率公式可知,拉力做功的功率一直增大,故D正確。
故選:
開始時,彈簧的彈力等于的重力沿斜面向下的分力,根據(jù)胡克定律求出彈簧的壓縮量。當(dāng)物塊剛離開擋板時,彈簧的彈力等于的重力沿斜面向下的分力,根據(jù)胡克定律求解出彈簧的伸長量,從而求得運動的距離;根據(jù)牛頓第二定律求出拉力的最大值;根據(jù)彈簧的形變情況分析簧彈性勢能的變化情況;由分析拉力做功的功率如何變化。
本題是含有彈簧的問題,往往要研究彈簧的狀態(tài),分析物塊的位移與彈簧壓縮量和伸長量的關(guān)系是常用思路。求加速度,必須分析物體的受力情況,確定合力。
 10.【答案】 【解析】解:、設(shè)物體運動的起點為零勢面,物體在恒力作用下的加速度為,由功能關(guān)系可知,機械能為:,知圖像是開口向上的拋物線,圖像是傾斜直線;撤去拉力后,無其他外力做功,機械能守恒,則機械能隨時間不變,故A錯誤,B正確;
D、由動能定理,有恒力作用時:
撤去拉力后,由動能定理:
所以圖像起初為一段遞增的傾斜直線,撤去拉力后為一段遞減的傾斜直線,故D錯誤;
C、設(shè)物體運動的起點為零勢面,則有恒力作用時,物體的重力勢能:,
一段時間后撤去拉力后,物體減速上升,則物體的重力勢能:
所以圖像起初是開口向上的拋物線,撤去拉力后為開口向下的拋物線,如圖,

C錯誤。
故選:
除重力以外的恒力做功代表機械能的變化,根據(jù)功能關(guān)系可知其圖像關(guān)系。撤去外力后物體只受重力作用,機械能守恒。
本題考查機械能守恒定律,解題關(guān)鍵掌握機械能守恒的條件,注意物體恒力做功代表機械能的變化。
 11.【答案】      在誤差允許范圍內(nèi)鐵質(zhì)重錘做自由落體運動 【解析】解:木質(zhì)重錘受到的阻力相對紙質(zhì)重錘重力較小,可以忽略;對于紙質(zhì)重錘所受摩擦阻力和空氣阻力與重力相比不能忽略,設(shè)為
根據(jù)動能定理
化簡得
圖像的斜率
因此圖線是紙質(zhì)重錘對應(yīng)圖線,圖線是木質(zhì)重錘對應(yīng)的圖像;
另解:根據(jù)表格中的數(shù)據(jù),紙質(zhì)重錘對應(yīng)圖像的斜率
木質(zhì)重錘對應(yīng)圖像的斜率
結(jié)合圖像可知圖線是紙質(zhì)重錘對應(yīng)圖線,圖線是木質(zhì)重錘對應(yīng)的圖像;
對木質(zhì)重錘,點到序號點下落的高度
重力勢能的減小量
根據(jù)“描點法”,作圖時應(yīng)使盡量多的點子落在直線上,不能落在直線上的點要分布在直線兩側(cè),舍棄個別相差較遠的點,如圖所示:

鐵質(zhì)重錘,根據(jù)動能定理
化簡得
圖像中,斜率
結(jié)合函數(shù),可得加速度
將測定的加速度與重力加速度對比后可得出,說明鐵質(zhì)重錘做自由落體運動,因此得出在誤差允許范圍內(nèi)鐵質(zhì)重錘做自由落體運動的結(jié)論。
故答案為:;;見解析;;在誤差允許范圍內(nèi)鐵質(zhì)重錘做自由落體運動。
紙質(zhì)重錘阻力不能忽略,根據(jù)動能定理分析求解;
根據(jù)表格信息得出木質(zhì)小球下落的高度,根據(jù)重力勢能的定義求重力勢能的減小量;
根據(jù)“描點法”作圖的方法作圖;
根據(jù)動能定理求函數(shù),結(jié)合圖像求加速度;
根據(jù)求得的加速度與重力加速度做比較,然后得出結(jié)論。
本題考查了“研究自由下落物體的機械能”的實驗;在分析重錘所受阻力能否忽略時,不是以阻力本身的大小作為依據(jù),而是阻力與重力相比能否忽略。
 12.【答案】解:由角速度和周期的關(guān)系可得:
“天問一號”環(huán)繞火星做勻速圓周運動,則有:
可得火星的質(zhì)量。
答:“天問一號”環(huán)繞火星運動的角速度;
火星的質(zhì)量。 【解析】由角速度和周期的關(guān)系可知角速度大小;
“天問一號”圍繞火星做勻速圓周運動,萬有引力提供向心力,可得火星的質(zhì)量。
本題考查了萬有引力定律的應(yīng)用,解題的關(guān)鍵是探測器做勻速圓周運動,萬有引力提供向心力。
 13.【答案】解:進行受力分析,受到重力、拉力、庫侖力,受力分析示意圖如下

根據(jù)力之間的關(guān)系可知,庫侖力,根據(jù)庫侖定律,庫侖力
則有
解得
若小球的位置不變,則小球所受的電場力與原來的庫侖力相等,方向也相同,向右,由于帶正電,所以電場強度也向右,根據(jù)電場力公式有:
代入可得:

答:球帶的電荷量為
電場強度。 【解析】先對進行受力分析,得到庫侖力與重力的關(guān)系,求出庫侖力,再根據(jù)庫侖力的公式得到電荷量,根據(jù)庫侖力與電場力相同,得到電場力的強度
此題考查庫侖定律在受力分析中的應(yīng)用,注意掌握好庫侖定律的公式以及使用條件。
 14.【答案】解:根據(jù)牛頓第二定律,有:
解得加速度大小為:
工件速度達到所用時間:
從開始到達到頂端過程中,根據(jù)動能定理可得:
代入數(shù)據(jù)解得:
在時間內(nèi),工件相對傳送帶的距離:
代入數(shù)據(jù)解得:
在時間內(nèi),因摩擦產(chǎn)生的熱:
工件獲得的動能:
工件增加的重力勢能:
電動機所消耗的電能:
答:工件從放上傳送帶到與傳送帶共速的時間為;
工件從底端運送到頂端的過程中,摩擦力對工件做功為;
電動機由于傳送工件到頂端多消耗的電能為 【解析】根據(jù)牛頓第二定律求出工件在加速傳送過程中的加速度大小,根據(jù)速度時間關(guān)系求解時間;
根據(jù)動能定理求解摩擦力對工件做的功;
根據(jù)運動學(xué)公式求出工件與傳送帶間的相對滑動位移,從而得出摩擦產(chǎn)生的熱量,抓住電動機多消耗的電能等于摩擦產(chǎn)生的熱量、工件動能和重力勢能增加量之和,求出多消耗的電能。
解決本題的關(guān)鍵搞清工件在整個過程中的運動情況,結(jié)合牛頓第二定律和運動學(xué)公式進行求解。知道多消耗的電能等于摩擦產(chǎn)生的熱量、工件動能和重力勢能增加量之和。
 15.【答案】解:第一次通過圓形軌道的最高點時,有

由能量守恒可得

解得

小物塊恰能第二次通過圓槽形軌道最高點,有


解得:

得,若小物塊要在返回時通過最高點,動摩擦因數(shù)不能太大,當(dāng)剛好能通過最高點,則時都不脫
離軌道。若段動摩擦因數(shù)足夠大,則小物塊返回時最多上升到圓心等高處,有,

解得

即當(dāng)時,小物塊將不會脫離軌道。故當(dāng)時,小物塊不會脫離軌道。
答:物塊的初速度為 ;
段的動摩擦因數(shù)為時,小物塊恰能第二次通過圓槽形軌道最高點;
若要小物塊在整個運動過程中始終不脫離軌道,則段的動摩擦因數(shù)的取值范圍為。 【解析】由能量守恒求解初速度,由最高點受力分析及動能定理分析動摩擦因數(shù),由臨界點分析求解動摩擦因數(shù)取值范圍。
本題考查動能定理,學(xué)生需結(jié)合圓周運動模型綜合分析作答。
 

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