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题型：多选题题类：常考题难易度：普通

安徽省池州市2019-2020学年高一下学期物理期末考试试卷

蹦床比赛中运动员从最高点下落过程可简化为下述物理模型：如图，运动员从O点自由下落到轻弹簧床上a位置开始与轻弹簧接触，此时向下压缩弹簧。运动员运动到b处时，轻弹簧对运动员的弹力与运动员的重力平衡。运动员运动到c处时，到达最低点。不计空气阻力，下列说法正确的是（）

A、由O向a运动的过程中运动员处于完全失重状态，其机械能减少 B、由a向b运动的过程中运动员处于失重状态，其机械能减少 C、由a向b运动的过程中运动员处于超重状态，其动能增加 D、由b向c运动的过程中运动员处于超重状态，其机械能减少

举一反三

如图所示，半径为R的光滑细圆管用轻杆固定在竖直平面内。某时刻，质量为1kg、直径略小于细圆管内径的小球A（可视为质点）从细管最高点静止释放，当小球A和细圆管轨道圆心连线与竖直方向夹角为37°时，小球对轨道的压力大小为（）（ $\text{[math]}$ ）

关于如图所示的四种圆周运动模型，下列说法正确的是（）

如图甲所示，有一装置由倾斜轨道AB、水平轨道BC、竖直台阶CD和足够长的水平直轨道DE组成，表面处处光滑，且AB段与BC段通过一小圆弧（未画出）平滑相接．有一小球用轻绳竖直悬挂在C点的正上方，小球与BC平面相切但无挤压．紧靠台阶右侧停放着一辆小车，车的上表面水平与B点等高且右侧固定一根轻弹簧，弹簧的自由端在Q点，其中PQ段是粗糙的，Q点右侧表面光滑．现将一个滑块从倾斜轨道的顶端A处自由释放，滑至C点时与小球发生正碰，然后从小车左端P点滑上小车．碰撞之后小球在竖直平面做圆周运动，轻绳受到的拉力如图乙所示．已知滑块、小球和小车的质量分别为m₁=3kg、m₂=1kg和m₃=6kg，AB轨道顶端A点距BC段的高度为h=0.8m，PQ段长度为L=0.4m，轻绳的长度为R=0.5m．滑块、小球均可视为质点．取g=10m/s² ．求：

（1）滑块到达BC轨道上时的速度大小．

（2）滑块与小球碰后瞬间小球的速度大小．

（3）要使滑块既能挤压弹簧，又最终没有滑离小车，则滑块与PQ之间的动摩擦因数μ应在什么范围内？（滑块与弹簧的相互作用始终在弹簧的弹性范围内）

如图所示，一弹射游戏装置由安装在水平平台上的固定弹射器和两个半径均为 $\text{[math]}$ 的“S”形圆弧轨道ABC、水平直轨道CD、EF、传送带DE以及竖直挡板FG组成，轨道各部分平滑连接。 $\text{[math]}$ 为两圆弧轨道圆心， $\text{[math]}$ 连线与竖直线间的夹角均为 $\text{[math]}$ ，且A、C两点切线水平。传送带DE长度 $\text{[math]}$ ，速度 $\text{[math]}$ 逆时针匀速转动。可视为质点的滑块质量 $\text{[math]}$ ，被弹射器由静止弹射，弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能，滑块被弹射出去后从A点进入圆弧轨道，它与传送带之间的滑动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，其余各处均不计摩擦。滑块碰到挡板立即被粘住，游戏结束。

（1）若滑块恰好不脱离“S”形圆弧轨道，求释放滑块时弹簧的弹性势能；

（2）若滑块到达D点时速度 $\text{[math]}$ ，求滑块通过传送带过程中，滑块与传送带产生的热量；

（3）设弹簧被压缩后具有的弹性势能为 $\text{[math]}$ ，其大小可随意调节，滑块撞击挡板前的瞬时速度为 $\text{[math]}$ 。在满足滑块不脱轨的前提下，求 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的函数关系。

在光滑水平地面上，三个完全相同的小球，通过两根不可伸长、长度相同的轻质细线连接，初始时三小球共线且均静止，细线绷直，如图甲所示。现给小球3一垂直细线向右的瞬时冲量，则在小球1、2碰撞前（　　）

如图所示，光滑 $\text{[math]}$ 圆弧槽静止在足够长的光滑水平面上，圆弧底端与水平面相切，其最低点的右侧相距一定距离处有厚度不计、上表面粗糙程度处处相同的薄木板，薄木板的最左端放置一小滑块，薄木板右端固定一竖直挡板，挡板左侧连有一轻质弹簧。现将一小球从圆弧槽最高点正上方的一定高度处由静止释放一开始圆弧槽被锁定，小球落入圆弧槽后从圆弧槽最低点以大小为 $\text{[math]}$ 的速度滑离。已知小球和圆弧槽的质量均为m，小滑块的质量为2m，薄木板以及固定挡板的总质量为4m，小球和小滑块均可视为质点，重力加速度为g，不计空气阻力。

（1）求释放点距水平地面的高度h；

（2）若小球滑离圆弧槽后，立即解除圆弧槽的锁定，此后与小滑块发生弹性正碰（时间极短），小滑块相对薄木板向右滑动，压缩弹簧后反弹，且恰好能回到薄木板的最左端而不滑落。求：

①小球能否再次冲上圆弧槽，若能，沿圆弧槽上升的最大高度为多少？

②弹簧的最大弹性势能 $\text{[math]}$ 。

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