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1、静海一中2018-2019第一学期高三物理（12月附加题） 学生学业能力调研卷 说明：本试卷满分为30分，考试时间30分钟。1传送带被广泛应用于各行各业。由于不同的物体与传送带之间的动摩擦因数不同，物体在传送带上的运动情况也有所不同。如图所示，一倾斜放置的传送带与水平面的倾角=370，在电动机的带动下以v=2m/s的速率顺时针方向匀速运行。M、N为传送带的两个端点，MN两点间的距离L=7m。N端有一离传送带很近的挡板P可将传送带上的物块挡住。在传送带上的O处先后由静止释放金属块A和木块B，金属块与木块质量均为1kg，且均可视为质点，OM间距离L=3m。sin37 = 0.6，cos37=0.8
2、，g取10m/s2。传送带与轮子间无相对滑动，不计轮轴处的摩擦。 （1）金属块A由静止释放后沿传送带向上运动，经过2s到达M端，求金属块与传送带间的动摩擦因数1。 （2）木块B由静止释放后沿传送带向下运动，并与挡板P发生碰撞。已知碰撞时间极短，木块B与挡板P碰撞前后速度大小不变，木块B与传送带间的动摩擦因数2=0. 5。求： a.与挡板P第一次碰撞后，木块B所达到的最高位置与挡板P的距离； b.经过足够长时间，电动机的输出功率恒定，求此时电动机的输出功率。MqONP2某同学设计了如图所示的趣味实验来研究碰撞问题，用材料和长度相同的不可伸长的轻绳依次将N个大小相同、质量不等的小球悬挂于水平天花板
3、下方，且相邻的小球静止时彼此接触但无相互作用力，小球编号从左到右依次为1、2、3、N，每个小球的质量为其相邻左边小球质量的k倍（k1）。在第N个小球右侧有一光滑轨道，其中AB段是水平的，BCD段是竖直面内的半圆形，两段光滑轨道在B点平滑连接，半圆轨道的直径BD沿竖直方向。在水平轨道的A端放置一与第N个悬挂小球完全相同的P小球，所有小球的球心等高。现将1号小球由最低点向左拉起高度h，保持绳绷紧状态由静止释放1号小球，使其与2号小球碰撞，2号小球再与3号小球碰撞。所有碰撞均为在同一直线上的正碰且无机械能损失。已知重力加速度为g，空气阻力、小球每次碰撞时间均可忽略不计。（1）求1号小球与2号小球碰撞
4、之前的速度v1的大小；（2）若N=3，求第3个小球与P小球发生第一次碰撞前的速度v3的大小；ABCDPN21453（3）若N=5，当半圆形轨道半径时，P小球第一次被碰撞后恰好能通过轨道的最高点D，求k值的大小。小卷答案1.解析：（1）金属块A在传送带方向上受摩擦力和重力的下滑分力，先做匀加速运动，并设其速度能达到传送带的速度v=2m/s，然后做匀速运动，达到M点。 金属块由O运动到M有 即 1分 且 t1+t2t 即 t1+t22 1分 v=at1 即 2=at1 1分 根据牛顿第二定律有 1分由式解得 t1=1st=2s 符合题设要求，加速度a=2m/s2 由式解得金属块与传送带间的动摩擦因
5、数1=1 1分（2）a. 由静止释放后，木块B沿传送带向下做匀加速运动，其加速度为a1，运动距离LON=4m，第一次与P碰撞前的速度为v1 1分 1分 与挡板P第一次碰撞后，木块B以速度v1被反弹，先沿传送带向上以加速度a2做匀减速运动直到速度为v，此过程运动距离为s1；之后以加速度a1继续做匀减速运动直到速度为0，此时上升到最高点，此过程运动距离为s2。 1分 1分 1分 因此与挡板P第一次碰撞后，木块B所达到的最高位置与挡板P的距离 1分 b. 木块B上升到最高点后，沿传送带以加速度a1向下做匀加速运动，与挡板P发生第二次碰撞，碰撞前的速度为v2 1分与挡板第二次碰撞后，木块B以速度v2被
6、反弹，先沿传送带向上以加速度a2做匀减速运动直到速度为v，此过程运动距离为s3；之后以加速度a1继续做匀减速运动直到速度为0，此时上升到最高点，此过程运动距离为s4。 1分 1分 木块B上升到最高点后，沿传送带以加速度a1向下做匀加速运动，与挡板P发生第三次碰撞，碰撞前的速度为v3 1分 与挡板第三次碰撞后，木块B以速度v3被反弹，先沿传送带向上以加速度a2做匀减速运动直到速度为v，此过程运动距离为s5；之后以加速度a1继续做匀减速运动直到速度为0，此时上升到最高点，此过程运动距离为s6。 1分 1分以此类推，经过多次碰撞后木块B以2m/s的速度被反弹，在距N点1m的范围内不断以加速度a2做向
7、上的减速运动和向下的加速运动。 木块B对传送带有一与传送带运动方向相反的阻力 1分故电动机的输出功率解得P=8w 1分2. （1）设1号小球的质量为m1，碰前的速度为v1，对于1号小球由h高运动到最低点过程，根据机械能守恒有 （2分）解得：（2分）（2）设1号、2号小球碰撞后的速度分别为v1和v2，取水平向右为正方向。对于1、2号小球碰撞的过程，根据动量守恒定律有 （2分）根据机械能守恒有 （2分）解得：（1分）设2号、3号小球碰撞后的速度分别为v2和v3，对于2、3号小球碰撞的过程，根据动量守恒定律有 根据机械能守恒有 同理可解得：3号小球被碰后的速度 （2分）即3号小球与P小球发生第一次碰撞前的速度大小 （1分）（3）由（2）中的结果可推知5号小球被碰后的速度 （2分）因为5号小球与P小球质量相等，可知二者发生碰撞后交换速度，所以P小球第一次被碰撞后的速度 （1分）P小球第一次被碰撞后恰好能通过圆轨道的最高点D，设其通过最高点的速度为vD，根据牛顿第二定律P小球在D点有 （1分）解得： （1分）P小球由A到D的运动过程，机械能守恒有 （2分）解得：（1分）将代入上式联立解得 ：（1分）- 5 -
