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题型：解答题题类：难易度：普通

重庆市2024-2025学年高三上学期10月期中物理试题

如图，将一轻质弹簧水平放置在光滑水平面上，一端固定在A点，另一端与质量为 $\text{[math]}$ 的小球 $\text{[math]}$ 接触但不拴连。若用外力缓慢推动 $\text{[math]}$ 到某一位置时，撤去外力， $\text{[math]}$ 被弹出运动一段时间后从 $\text{[math]}$ 点水平飞出，恰好从固定在竖直面内的粗糙圆弧轨道上的 $\text{[math]}$ 点以 $\text{[math]}$ 的速度沿切线进入圆弧轨道，并恰能经过圆弧轨道的最高点 $\text{[math]}$ 。已知圆弧轨道的半径 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 两点的连线与竖直方向的夹角 $\text{[math]}$ 。小球 $\text{[math]}$ 视为质点，重力加速度 $\text{[math]}$ 取 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，不计空气阻力。求：

（1）、撤去外力时弹簧的弹性势能以及B、C两点的水平距离 $\text{[math]}$ ；

（2）、小球从 $\text{[math]}$ 点运动到 $\text{[math]}$ 点的过程中，克服轨道阻力做的功 $\text{[math]}$ 。

举一反三

如图所示，一质量为 $\text{[math]}$ 的小物块（可视为质点）置于一光滑倾斜直轨道上。倾斜直轨道足够长且与光滑平台平滑连接，在平台的右端有一传送带，AB长 $\text{[math]}$ ，物块与传送带间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，与传送带相邻的粗糙水平面BC长 $\text{[math]}$ ，它与物块间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，在C点右侧有一半径为R的光滑竖直面内的半圆弧CEF与BC平滑连接。半圆弧的直径CF与BC垂直，点F处有一固定挡板，物块撞上挡板后会以原速率反弹回来。若传送带以 $\text{[math]}$ 的速率顺时针转动，不考虑物块滑上和滑下传送带的机械能损失。现将小物块从P点沿直轨道下滑，初速度 $\text{[math]}$ ，小物块恰能滑到与圆心等高的E点，P点与平台的高度差为1.25m，g取 $\text{[math]}$ 。

（1）求小物块第一次到达A处时的速度大小；

（2）小物块第一次通过传送带产生的热量；

（3）若小物块由静止释放，可通过调节小物块释放时的高度，使小物块与挡板只碰一次，且碰后不脱离圆弧轨道，求其高度的可调节范围。

某实验小组用如图所示的装置来探究圆锥摆运动的规律，轻质细线穿过竖直固定的细圆管（内壁以及管口均光滑）并跨越光滑的定滑轮，一端连接物块（质量为M），另一端连接直径为d的小球，让小球在水平面内做匀速圆周运动并通过光电门（小球通过光电门的时间为 $\text{[math]}$ ），物块静止不动，用秒表来记录小球做圆周运动的时间，重力加速度大小为g，忽略空气阻力。

如图甲所示，蹦极是时下年轻人喜欢的极限运动之一，可以建立图乙所示物理模型进行分析：将质量为 $\text{[math]}$ 的人视为质点，系在弹性绳一端，弹性绳的另一端固定在蹦极平台的端点 $\text{[math]}$ ，以 $\text{[math]}$ 点为坐标原点，竖直向下建立坐标轴 $\text{[math]}$ 。某时刻人从原点 $\text{[math]}$ 由静止下落，整个下落过程中弹性绳中的弹力随坐标 $\text{[math]}$ 的变化如图丙所示。已知弹性绳的原长为 $\text{[math]}$ ，重力加速度为 $\text{[math]}$ ，不计空气阻力影响，人始终在竖直方向上运动，弹性绳始终在弹性限度内，求：

如图所示水平传送带沿顺时针方向以恒定的速度运行，传送带上表面离地面的高度为5m，一个物块轻放在传送带的左端，当传送带的速度为 $\text{[math]}$ 时，物块从传送带的右端飞离做平抛运动的水平位移大小为2m；当传送带的速度为5m/s时，物块从传送带的右端飞离做平抛运动的水平位移大小为4m；已知重力加速度的大小为 $\text{[math]}$ ，物块与传送带间的运摩擦因为为0. 2，不计物块的大小及空气的阻力，求：

（1）传送带长L的大小；

（2） $\text{[math]}$ 的大小及此时物块从放上传送带到落地运动的时间.

嫦娥六号返回器返回过程采用了半弹道跳跃式返回，俗称“打水漂”。如图甲所示，实曲线是返回器“打水漂”的轨迹示意图，实圆弧线是地面，虚线是大气层界面。在大气作用力和自身动力控制下，返回器从A点首次进入大气层后，在降至B点前关闭发动机；之后，返回器在大气作用下，弹出大气层，达到最高点C，之后再入大气层；返回器在适当位置打开“降落伞”，降落到接近地面的D点附近，返回器（如图乙所示）竖直匀速飘落一段时间，最后落到地面。已知：返回器的质量为m，地球质量为M，地球半径为R，大气层界面是以地心为球心的球面，距地面高为H。B点与大气层界面间距离为 $\text{[math]}$ ， C点与大气层界面间距离为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 都远小于R。返回器在A、B、C点速度大小分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，在B点附近运动轨迹是一小段半径为r的圆弧，B点是这段轨迹的最低点。从A到B的过程中，发动机做功为 $\text{[math]}$ 。“降落伞”共n条伞绳，对称均匀分布，竖直匀速飘落过程中返回器受到的大气作用力可忽略，每条伞绳方向与竖直方向的夹角均为θ。引力常量为G。求：

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