发布时间 : 星期三 文章辽宁省六校协作体2017届高三（上）期中物理试卷（解析版）.doc更新完毕开始阅读ac8e9fc2250c844769eae009581b6bd97f19bcac
（2）物块A、B由静止开始运动到分离所用的时间．
【考点】牛顿第二定律；胡克定律．
【分析】（1）明确A、B分离时，B对A的作用力为0，对物体B运用牛顿第二定律列式得出F与加速度的关系式，从求求出F的大小；
（2）根据胡克定律分析弹簧的弹力与压缩量之间的关系，从而确定位移，再根据位移公式即可求得时间．
【解答】解：（1）物块A、B分离时，对B根据牛顿第二定律可知： F﹣μmg=ma
解得：F=ma+μmg=3×2+0.5×30=21N
（2）A、B静止时，对A、B：根据平衡条件可知： kx1=2μmg
A、B分离时，对A根据牛顿第二定律可知：kx2﹣μmg=ma
2此过程中 物体的位移为：x1﹣x2=at
解得：t=0.3s
答：（1）物块A、B分离时，所加外力F的大小为21N； （2）物块A、B由静止开始运动到分离所用的时间为0.3s．
16．一质量m=0.9kg的小球，系于长L=0.9m的轻绳一端，绳的另一端固定在O点，假定绳不可伸长、柔软且无弹性．现将小球从O点的正上方O1点以初速度v0=2.25m/s水平抛出，
2已知OO1=0.8m，如图所示．（g取10m/s）试求：
（1）轻绳刚伸直时，绳与竖直方向的夹角θ； （2）当小球到达O点的正下方时，小球对绳的拉力．
【考点】机械能守恒定律；平抛运动．
【分析】（1）先将平抛运动沿水平和竖直方向正交分解，根据位移公式和几何知识列式求解绳与竖直方向的夹角θ；
（2）当绳刚绷直时，由于绳不可伸长，则沿绳子方向的速度立即减为零，只有垂直于绳的速度．此后向下摆动的过程，机械能守恒，由机械能守恒定律求出小球到达O点的正下方的速度，再由牛顿第二定律求绳的拉力．
【解答】解：（1）质点做平抛运动，当绳刚伸直时，设绳与竖直方向的夹角为θ．则 v0t=Lsinθ
=OO1﹣Lcosθ
其中，L=0.9m，v0=2.25m/s，OO1=0.8m， 联立解得：θ=
，t=0.4s
（2）绳绷直时刚好水平，如图所示，由于绳不可伸长，故绳绷直瞬间，分速度v0立即减为零，小球仅有竖直速度v⊥，且v⊥=gt=4m/s
小球在竖直平面内做圆周运动，设小球到达O点正下方时的速度为v′，根据机械能守恒有：
=
+mgL
小球在最低点，设绳对球的拉力为F，由牛顿第二定律得： F﹣mg=m
联立解得：F=43N
根据牛顿第三定律知，小球对绳的拉力大小也为43N，方向竖直向下． 答：
（1）轻绳刚伸直时，绳与竖直方向的夹角θ是
；
（2）当小球到达O点的正下方时，小球对绳的拉力大小为43N，方向竖直向下．
17．如图，轨道CDGH位于竖直平面内，其中圆弧段DG与水平段CD及倾斜段GH分别相切于D点和G点，圆弧段和倾斜段均光滑，在H处固定一垂直于轨道的绝缘挡板，整个轨道绝缘且处于水平向右的匀强电场中．一带电物块由C处静止释放，经挡板碰撞后滑回
CD段中点P处时速度恰好为零．已知物块的质量m=4×10﹣3kg，所带的电荷量q=+3×10﹣
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C；电场强度E=1×104N/C；CD段的长度L=0.8m，圆弧DG的半径r=0.2m，GH段与水平
面的夹角为θ，且sinθ=0.6，cosθ=0.8；不计物块与挡板碰撞时的动能损失，物块可视为质点，重力加速度g取10m/s．
2
（1）求物块与轨道CD段的动摩擦因数μ； （2）求物块第一次碰撞挡板时的动能Ek；
（3）分析说明物块在轨道CD段运动的总路程能否达到2.6m．若能，求物块在轨道CD段运动2.6m路程时的动能；若不能，求物块碰撞挡板时的最小动能． 【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；动能定理的应用．
【分析】（1）物块由C处释放后经挡板碰撞滑回P点过程中，由动能定理列式，求出物块与轨道CD段的动摩擦因数μ；
（2）物块在GH段运动时，由于qEcosθ=mgsinθ，所以做匀速直线运动，由C运动至H过程中，由动能定理列式，求出物块第一次碰撞挡板时的动能Ek；
（3）由能量守恒定律求出物块能在水平轨道上运动的总路程，判断在轨道CD段运动的总路程能否达到2.6m．
【解答】解：（1）物块由C处释放后经挡板碰撞滑回P点过程中， 由动能定理得：qE﹣μmg（L+）=0﹣0，解得：μ=0.25；
（2）物块在GH段运动时，由于qEcosθ=mgsinθ，所以做匀速直线运动， 由C运动至H过程中，由动能定理得：
qEL﹣μmgL+qErsinθ﹣mgr（1﹣cosθ）=EK﹣0，解得：EK=0.018J； （3）物块最终会在DGH间来回往复运动，物块在D点的速度为0 设物块能在水平轨道上运动的总路程为s，由能量转化与守恒定律得：
qEL=μmgs，解得：s=2.4m，因为 2.6 m＞s，所以不能在水平轨道上运动2.6 m的路程，
物块碰撞挡板的最小动能E0等于往复运动时经过G点的动能，由动能定理得： qErsinθ﹣mgr（1﹣cosθ）=E0﹣0，解得：E0=0.002J； 答：（1）物块与轨道CD段的动摩擦因数μ为0.25； （2）物块第一次碰撞挡板时的动能Ek为0.018J；
（3）物块在轨道CD段运动的总路程不能达到2.6m，物块碰撞挡板时的最小动能为0.002J．