广东省佛山市禅城区高三物理上学期期中试卷（含解析）.doc

2015-2016学年广东省佛山市禅城区高三（上）期中物理试卷一、选择题：本题共8小题，每小题6分在每小题给出的四个选项中，第1-4题只有一项符合题目要求，第5-8题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错得0分1如图所示，一内外侧均光滑的半圆柱槽置于光滑的水平面上，槽的左侧有一竖直墙壁现让一小球（可视为质点）自左端槽口a点的正上方从静止开始下落，与半圆槽相切并从a点进入槽内下列说法正确的是（）a小球离开右侧槽口以后，将做竖直上抛运动b小球在槽内运动的全过程中，只有重力对小球做功c小球在槽内运动的全过程中，槽对小球的支持力对小球不做功d小球在槽内运动的全过程中，小球与槽组成的系统机械能守恒2如图所示，图线表示作用在某物体上的合外力随时间变化的关系，若物体开始时是静止的，则前3s内（）a物体的位移不为零b合外力对物体做功不为零c物体的动能变化不为零d物体的机械能变化为零3光滑斜面上有一个小球自高为h的a处由静止开始滚下，抵达光滑的水平面上的b点时速度大小为v0光滑水平面上每隔相等的距离设置了一个与小球运动方向垂直的活动阻挡条，如图所示，小球越过n条活动阻挡条后停下来若让小球从h高处以初速度v0滚下，则小球能越过活动阻挡条的条数是（设小球每次越过活动阻挡条时损失的动能相等） （）anb2nc3nd4n4如图所示，一辆轿车正通过一弯道半径为r的道路道路左低右高，其水平宽度为s，右侧竖直高度为h考虑到雨雪天气，此路段应限速在（）abcd5人造地球卫星运行时，其轨道半径为月球轨道半径的，则此卫星运行的周期大约是（）a1天至4天b4天至8天c8天至16天d大于16天6如图所示，为一质点运动的位移时间图象，曲线为一段圆弧，则下列说法中正确的是（）a质点可能做圆周运动b质点一定做直线运动ct1时刻质点离开出发点一定最远d质点运动的速率选减小后增大7如图所示，a、b、c三个物体放在旋转圆台上相对静止，它们跟圆台间的最大静摩擦力均等于各自重力的k倍a的质量为2m，b和c的质量均为m，a、b离轴的距离为r，c离轴的距离为2r，则当圆台旋转时（）ab所受的摩擦力最小b当圆台转速增大时，b比a先滑动c当圆台转速增大时，c比b先滑动db的向心加速度最大8我国未来将建立月球基地，并在绕月轨道上建造空间站如图所示，关闭动力的航天飞船在月球引力作用下向月球靠近，并将沿椭圆轨道与空间站在b处对接，已知空间站绕月轨道半径为r，周期为t，引力常量为g，下列说法中正确的是（）a图中航天飞机正减速飞向b处b航天飞船在b处由椭圆轨道进入空间站轨道必须点火减速c根据题中条件可以算出月球质量d根据题中条件可以算出空间站受到月球引力的大小三、非选择题：包括必考题和选考题两部分第9题一第12题为必考题，每个试题考生都必须作答第33题一第40题为选考题，考生根据要求作答说明：方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位（一）必考题9如图所示，两个质量各为m1和m2的小物块a和b，分别系在一条跨过定滑轮的轻细软绳两端，己知mlm2现要利用此装置验证机械能守恒定律选定物块a从静止开始下落的过程进行测量若已测定的物理量有：物块的质量m1、m2；物块a下落的距离h及下落这段距离所用的时间t物体a下落h距离时的速度v=本实验需要验证系统重力势能的减少量ep=与系统动能的增加量aek=_是否相等10如图所示，是某学习小组做探究“橡皮筋做的功和物体速度变化的关系”的实验，图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行的情形，这时，橡皮筋对小车做的功记为wo当依次用2条、3条、4条、5条完全相同的橡皮筋并在一起进行实验，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打的纸带测出（1）实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动，应把木板的端垫起适当高度以（2）每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的部分进行测量（3）下面是本实验的数据记录表若第一次橡皮筋所做的功记为wo，请将第2、3、4、5次实验中橡皮筋做的功填写在下表所对应的位置上物理量数据次数橡皮筋做的功10个间隔的距离s（m）10个间隔的时间t（s）小车获得的速度vn（m/s）小车速度的平方vn2（m/s）21w00.2000.220.2800.230.3000.240.4000.250.4500.2（4）利用表中的数据，在坐标中（答题卡上）作出相应的图象根据图象可判断：在实验误差范围内，橡皮筋所做的功w和物体所获得的速度v的关系应是wo11（12分）（2008秋闸北区期末）图中滑块和小球的质量均为m，滑块可在水平放置的光滑固定导轨上自由滑动，小球与滑块上的悬点o由一不可伸长的轻绳相连，轻绳长为l开始时，轻绳处于水平拉直状态，小球和滑块均静止现将小球由静止释放，当小球到达最低点时，滑块刚好被一表面涂有粘住物质的固定挡板粘住，在极短的时间内速度减为零，小球继续向左摆动，当轻绳与竖直方向的夹角=60时小球到达最高点求（1）滑块与挡板刚接触的瞬时，滑块速度的大小（2）小球从释放到第一次到达最低点的过程中，绳的拉力对小球所做的功12（20分）（2015秋禅城区期中）如图所示，在一宽为d=0.80m的竖直深井中，长为l=0.40m的细绳上端系一质量不计的环，环套在光滑水平杆上，在细线的下端吊一个质量为m=0.5kg的铁球（可视作质点），球离地的高度h=4.05m，当绳受到大小为10n的拉力时即会断裂现让环与球一起以v=2m/s的速度向右运动，在a处环被挡住而立即停止，a离右壁的水平距离也为l=0.40m不计空气阻力，球与井壁的碰撞为弹性碰撞、且碰撞时间极短忽略不计，g取10m/s2，试求：（1）在环被挡住而立即停止时绳对小球的拉力大小？（2）在以后的运动中，球与地面碰撞是属于第几次碰撞？小球第一次碰撞井壁与碰撞软泥地面的时间差是多少？（3）球第一次的落地点离井底壁角b点的距离？小球碰到软泥地面时损失了80%的机械能，然后滚动到壁角b点恰好停下，则泥沙对小球运动的平均阻力多大？（二）选考题：13在交通事故中，测定碰撞瞬间汽车的速度对于事故责任的认定具有重要的作用，中国汽车驾驶员杂志曾给出一个估算碰撞瞬间车辆速度的公式：v=式中l是被水平抛出的散落在事故现场路面上的两物体a、b沿公路方向上的水平距离，h1、h2分别是散落物a、b在车上时的离地高度只要用米尺测量出事故现场的l、h1、h2三个量，根据上述公式就能够估算出碰撞瞬间车辆的速度根据所学知识，可知a、b落地时间差与车辆速度（填“有关”或“无关”），由上面的公式可推算出a、b落地时间差和车辆碰撞瞬间速度的乘积等于14（10分）（2014凉州区模拟）两个质量分别为m1和m2的劈a和b，高度相同，放在光滑水平面上a和b的倾斜面都是光滑曲面，曲面下端与水平面相切，如图所示一质量为m的物块位于劈a的倾斜面上，距水平面的高度为h物块从静止开始滑下，然后又滑上劈b求物块在b上能够达到的最大高度2015-2016学年广东省佛山市禅城区高三（上）期中物理试卷参考答案与试题解析一、选择题：本题共8小题，每小题6分在每小题给出的四个选项中，第1-4题只有一项符合题目要求，第5-8题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错得0分1如图所示，一内外侧均光滑的半圆柱槽置于光滑的水平面上，槽的左侧有一竖直墙壁现让一小球（可视为质点）自左端槽口a点的正上方从静止开始下落，与半圆槽相切并从a点进入槽内下列说法正确的是（）a小球离开右侧槽口以后，将做竖直上抛运动b小球在槽内运动的全过程中，只有重力对小球做功c小球在槽内运动的全过程中，槽对小球的支持力对小球不做功d小球在槽内运动的全过程中，小球与槽组成的系统机械能守恒【考点】机械能守恒定律；功的计算 【专题】应用题；定性思想；图析法；机械能守恒定律应用专题【分析】一小球自左端槽口a点的正上方从静止开始下落于光滑的半圆柱槽，且槽置于光滑的水平面上由于槽的左侧有一竖直墙壁，只有重力做功，小球的机械能守恒当小球从最低点上升时，槽也会向右运动在运动过程中，仍只有重力做功，小球与槽的机械能守恒【解答】解：a、小球经过槽的最低点后，在小球沿槽的右侧面上升的过程中，槽也向右运动，小球离开右侧槽口时相对于地面的速度斜向右上方，小球将做斜抛运动而不是做竖直上抛运动，故a错误；b、小球在槽内运动的全过程中，从刚释放到最低点，只有重力做功，而从最低点开始上升过程中，除小球重力做功外，还有槽对球作用力做负功，故bc错误；d、小球在槽内运动的全过程中，对小球与槽组成的系统只有重力做功，系统的机械能守恒，故d正确；故选：d【点评】本题考查机械能守恒定律的应用，分析清楚物体运动过程是解题的关键，知道机械能守恒的条件、应用机械能守恒定律可以解题2如图所示，图线表示作用在某物体上的合外力随时间变化的关系，若物体开始时是静止的，则前3s内（）a物体的位移不为零b合外力对物体做功不为零c物体的动能变化不为零d物体的机械能变化为零【考点】功能关系；功的计算 【专题】定性思想；方程法；守恒定律在近代物理中的应用【分析】根据力与时间的关系图线，作出质点速度随时间的关系图线，根据速度时间图象可以求出物体动能的变化从而求出合外力做的功；而在速度时间图象中，图线与时间轴所围成的面积表示位移【解答】解：a、设质量为m，第一秒加速度为，13s内的加速度大小为物体的速度时间图线如图所示，在前3s内，物体的位移不为零前3s内，初末速度都为零，则动能的变化量为0，动能的变化量为零故a正确，b、c错误d、仅仅知道合外力做功，而不知道除重力外的力的做功情况，无法判断机械能的变化量故d错误故选：a【点评】正确使用图象法，可以使问题变得简单直观前提是熟悉利用动能定理求合外力的功及根据vt图象求物体的位移3光滑斜面上有一个小球自高为h的a处由静止开始滚下，抵达光滑的水平面上的b点时速度大小为v0光滑水平面上每隔相等的距离设置了一个与小球运动方向垂直的活动阻挡条，如图所示，小球越过n条活动阻挡条后停下来若让小球从h高处以初速度v0滚下，则小球能越过活动阻挡条的条数是（设小球每次越过活动阻挡条时损失的动能相等） （）anb2nc3nd4n【考点】动能定理的应用 【专题】动能定理的应用专题【分析】分别对a到b、以及从静止开始下滑的全过程运用动能定理，再对小球从h高处以初速度v0滚下全过程运用动能定理，联立解得小球能越过活动阻挡条的条数【解答】解：由静止开始滚下，对于全过程，由动能定理得：mghnw=00对于a到b段运用动能定理得：mgh=若让小球从h高处以初速度v0滚下，对全过程运用动能定理得：联立三式解得：n=2n故b正确，a、c、d错误故选b【点评】选取研究过程，运用动能定理解题动能定理的优点在于适用任何运动包括曲线运动一个题目可能需要选择不同的过程多次运用动能定理研究4如图所示，一辆轿车正通过一弯道半径为r的道路道路左低右高，其水平宽度为s，右侧竖直高度为h考虑到雨雪天气，此路段应限速在（）abcd【考点】向心力 【专题】定量思想；模型法；匀速圆周运动专题【分析】轿车转弯时，恰好由路面的支持力与重力的合力提供向心力时，根据牛顿第二定律，结合数学知识求出此时的车速，即为所求值【解答】解：设路面的斜角为，作出汽车的受力图，如图根据牛顿第二定律，得 mgtan=m又由数学知识得到 tan=联立解得 v=故选：b【点评】本题是生活中圆周运动的问题，关键是分析物体的受力情况，确定向心力的来源，运用向心力知识解答5人造地球卫星运行时，其轨道半径为月球轨道半径的，则此卫星运行的周期大约是（）a1天至4天b4天至8天c8天至16天d大于16天【考点】万有引力定律及其应用；人造卫星的加速度、周期和轨道的关系 【专题】万有引力定律的应用专题【分析】根据万有引力提供向心力，表示出卫星运行的周期，再根据轨道半径的关系求解【解答】解：由=m得t=2，则卫星与月球的周期之比为=月球绕地球运行周期大约为27天，则卫星的周期为t星5.77 天故选b【点评】求一个物理量，我们应该把这个物理量先用已知的物理量表示出来，再根据表达式进行比较求解向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用6如图所示，为一质点运动的位移时间图象，曲线为一段圆弧，则下列说法中正确的是（）a质点可能做圆周运动b质点一定做直线运动ct1时刻质点离开出发点一定最远d质点运动的速率选减小后增大【考点】匀变速直线运动的图像 【专题】运动学中的图像专题【分析】质点做直线运动，轨迹不是圆弧，根据斜率等于速度分析速度的变化质点在t1时刻回到出发点【解答】解：a、根据斜率等于速度可知，质点的速度先沿正方向，后沿负方向，质点一定做直线运动故a错误，b正确c、在t1时刻质点的位移为零，表示质点在t1时刻回到出发点故c错误d、由斜率看出，质点的速度先减小后增大故d正确故选bd【点评】此题是位移图象问题，要注意位移图象不是质点的运动轨迹，表示直线运动，其斜率等于速度7如图所示，a、b、c三个物体放在旋转圆台上相对静止，它们跟圆台间的最大静摩擦力均等于各自重力的k倍a的质量为2m，b和c的质量均为m，a、b离轴的距离为r，c离轴的距离为2r，则当圆台旋转时（）ab所受的摩擦力最小b当圆台转速增大时，b比a先滑动c当圆台转速增大时，c比b先滑动db的向心加速度最大【考点】向心力 【专题】比较思想；临界法；匀速圆周运动专题【分析】物体随圆盘一起转动，静摩擦力提供向心力，向心力大小由物体的质量与半径决定当圆盘转速增大时，提供的静摩擦力随之而增大当需要的向心力大于最大静摩擦力时，物体做离心运动，开始滑动【解答】解：a、三个物体所受的摩擦力分别为：fa=2m2r，fb=m2r，fc=m22r=2m2r，所以b所受的摩擦力最小故a正确；b、三个物体的最大静摩擦力分别为：fa=2mg，fb=mg，fc=mg，当圆盘转速增大时，c的静摩擦力先达到最大，最先开始滑动a和b的静摩擦力同时达到最大，两者同时开始滑动故b错误，c正确；d、三个物体的角速度相等，由a=2r，得知：a、b、c的向心加速度分别为：aa=2r，ab=2r，ac=22r，所以c的向心加速度最大故d错误；故选：ac【点评】cghd物体做圆周运动时，静摩擦力提供向心力由于共轴向心力大小是由质量与半径决定；而谁先滑动是由半径决定，原因是质量已消去8我国未来将建立月球基地，并在绕月轨道上建造空间站如图所示，关闭动力的航天飞船在月球引力作用下向月球靠近，并将沿椭圆轨道与空间站在b处对接，已知空间站绕月轨道半径为r，周期为t，引力常量为g，下列说法中正确的是（）a图中航天飞机正减速飞向b处b航天飞船在b处由椭圆轨道进入空间站轨道必须点火减速c根据题中条件可以算出月球质量d根据题中条件可以算出空间站受到月球引力的大小【考点】万有引力定律及其应用；牛顿第二定律；向心力 【专题】万有引力定律的应用专题【分析】空间站靠近月球时做加速运动，根据动能定理分析速度的变化情况；绕月做匀速圆周运动时，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解【解答】解：a、关闭动力的航天飞船在月球引力作用下向月球靠近，引力做正功，故航天飞机加速运动，故a错误；b、航天飞船在b处由椭圆轨道进入空间站轨道必须点火减速，否则会沿着原轨道返回，故b正确；c、绕月空间站只受万有引力，提供向心力，根据牛顿第二定律，有：g，解得：m=，故c正确；d、由于空间站质量未知，故无法求解空间站受到月球引力的大小，故d错误；故选：bc【点评】本题关键分析清楚航天飞机的运动情况，然后分阶段选择恰当的规律列式求解三、非选择题：包括必考题和选考题两部分第9题一第12题为必考题，每个试题考生都必须作答第33题一第40题为选考题，考生根据要求作答说明：方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位（一）必考题9如图所示，两个质量各为m1和m2的小物块a和b，分别系在一条跨过定滑轮的轻细软绳两端，己知mlm2现要利用此装置验证机械能守恒定律选定物块a从静止开始下落的过程进行测量若已测定的物理量有：物块的质量m1、m2；物块a下落的距离h及下落这段距离所用的时间t物体a下落h距离时的速度v=本实验需要验证系统重力势能的减少量ep=（m1m2）gh与系统动能的增加量aek=_是否相等【考点】机械能守恒定律 【专题】实验题；定性思想；图析法；机械能守恒定律应用专题【分析】应用匀变速直线运动的推论求出a下落高度h时的速度；根据重力势能的计算公式求出系统减少的重力势能，由动能的计算公式求出系统增加的重力势能【解答】解：a向下做初速度为零的匀加速直线运动，下落距离h过程的平均速度：=，由匀变速直线运动的推论可知，该过程中间时刻的瞬时速度：v中间=，速度：v中间=，则a下落高度h时的速度：v=2v中间=；系统重力势能的减少量ep=（m1m2）gh；系统动能的增加量aek=（m1+m2）v2=；故答案为：；（m1m2）gh；【点评】本题考查了求物体的速度、系统减少的重力势能、增加的动能，分析清楚物体运动过程、求出物体a的速度是解题的关键，应用重力势能与动能的计算公式可以解题；本题的难点是求出a下落h时的瞬时速度10如图所示，是某学习小组做探究“橡皮筋做的功和物体速度变化的关系”的实验，图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行的情形，这时，橡皮筋对小车做的功记为wo当依次用2条、3条、4条、5条完全相同的橡皮筋并在一起进行实验，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打的纸带测出（1）实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动，应把木板的左端垫起适当高度以平衡摩擦力（2）每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的点距均匀部分进行测量（3）下面是本实验的数据记录表若第一次橡皮筋所做的功记为wo，请将第2、3、4、5次实验中橡皮筋做的功填写在下表所对应的位置上物理量数据次数橡皮筋做的功10个间隔的距离s（m）10个间隔的时间t（s）小车获得的速度vn（m/s）小车速度的平方vn2（m/s）21w00.2000.220.2800.230.3000.240.4000.250.4500.2（4）利用表中的数据，在坐标中（答题卡上）作出相应的图象根据图象可判断：在实验误差范围内，橡皮筋所做的功w和物体所获得的速度v的关系应是wov2【考点】探究功与速度变化的关系 【专题】实验题；定性思想；图析法；动能定理的应用专题【分析】（1）小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，需要采取平衡摩擦力的措施；（2）小车先在橡皮条的拉动下做加速运动，当橡皮条恢复原长时，拉力减为零，小车由于惯性继续做匀速运动，因此小车匀速时的速度就是该过程中的最大速度（3）把1根橡皮筋对小车做的功记为wo，则n根橡皮筋做功为nwo（4）根据动能定理可知，合外力做的功应等于物体动能的变化量，所以w与v2成正比，用描点法作出图象【解答】解：（1）小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，故可以将长木板的一段垫高平衡小车所受的摩擦力（2）纸带在橡皮条的作用下做加速运动，橡皮条做功完毕，则速度达到最大，此后做匀速运动，因此匀速时的速度即为该过程中的最大速度，故为了测量小车获得的速度，应选用纸带点距均匀部分测量（3）我们把1根橡皮筋对小车做的功记为wo，作为功的一个计量单位当我们用2条、3条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次实验时，橡皮筋做的功分别是2wo，3wo，4wo，5wo（4）根据匀速直线运动的位移公式x=vt得：v=，所以：v1=1m/s，v2=1.4m/s，v3=1.5m/s，v4=2m/s，v5=2.25m/s，所以：v12=1，v22=1.96，v32=2.25，v42=4，v52=5.06，由动能定理可知，合外力做的功应等于物体动能的变化量，所以w与v2成正比，即wnvn2，根据表中实验数据，应用用描点法作图，图象如图所示；由图象可得：误差容许的范围内，图象是经过原点的直线，说明w0v2故答案为：（1）左；平衡摩擦力；（2）点距均匀；（3）2w0、3w0、4w0、5w0；（4）如图所示；v2【点评】本题关键是结合探究功与速度变化关系的实验原理进行分析，如本实验中，明确小车的运动情况，先加速，再匀速，橡皮条做功完毕，速度最大，做匀速运动，故需要测量匀速阶段的速度11（12分）（2008秋闸北区期末）图中滑块和小球的质量均为m，滑块可在水平放置的光滑固定导轨上自由滑动，小球与滑块上的悬点o由一不可伸长的轻绳相连，轻绳长为l开始时，轻绳处于水平拉直状态，小球和滑块均静止现将小球由静止释放，当小球到达最低点时，滑块刚好被一表面涂有粘住物质的固定挡板粘住，在极短的时间内速度减为零，小球继续向左摆动，当轻绳与竖直方向的夹角=60时小球到达最高点求（1）滑块与挡板刚接触的瞬时，滑块速度的大小（2）小球从释放到第一次到达最低点的过程中，绳的拉力对小球所做的功【考点】动能定理的应用；机械能守恒定律 【专题】动能定理的应用专题【分析】（1）小球碰撞前后两个过程中，小球下摆和上摆过程满足机械能守恒可以求出小球的速度滑块与挡板碰撞前后，小球的速度不变，再由系统的能量守恒建立方程，可求出滑块的速度（2）绳子上的拉力是变力，只能根据动能定理求绳子对滑块做的功【解答】解：（1）设滑块与挡板碰前滑块和小球的速度分别为v1、v2，对上摆过程中的小球机械能守恒：=mgl（1cos）解得：v2=开始阶段下摆过程中，根据系统机械能守恒有： mgl=+联立两式解得：v1=（2）对开始阶段下摆过程中的小球应用动能定理有： mgl+w=得绳子拉力对小球做功：w=答：（1）滑块与挡板刚接触的瞬时，滑块速度的大小为（2）小球从释放到第一次到达最低点的过程中，绳的拉力对小球所做的功是【点评】本题关键要抓住滑块被挡板粘住前系统机械能守恒、滑块被挡板粘住后小球的机械能守恒，滑块块与挡板碰撞前后，小球的速度不变是一道中档好题12（20分）（2015秋禅城区期中）如图所示，在一宽为d=0.80m的竖直深井中，长为l=0.40m的细绳上端系一质量不计的环，环套在光滑水平杆上，在细线的下端吊一个质量为m=0.5kg的铁球（可视作质点），球离地的高度h=4.05m，当绳受到大小为10n的拉力时即会断裂现让环与球一起以v=2m/s的速度向右运动，在a处环被挡住而立即停止，a离右壁的水平距离也为l=0.40m不计空气阻力，球与井壁的碰撞为弹性碰撞、且碰撞时间极短忽略不计，g取10m/s2，试求：（1）在环被挡住而立即停止时绳对小球的拉力大小？（2）在以后的运动中，球与地面碰撞是属于第几次碰撞？小球第一次碰撞井壁与碰撞软泥地面的时间差是多少？（3）球第一次的落地点离井底壁角b点的距离？小球碰到软泥地面时损失了80%的机械能，然后滚动到壁角b点恰好停下，则泥沙对小球运动的平均阻力多大？【考点】动能定理；向心力 【专题】计算题；分割思想；合成分解法；动能定理的应用专题【分析】（1）在环由运动到被挡住而立即停止后，小球立即以速率v绕a点做圆周运动，由重力与绳子拉力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出绳子的拉力；（2）由上面的结果知道，环被a挡住的瞬间绳恰好断裂，此后小球做平抛运动假设没有井壁阻挡，由平抛运动的规律求出小球平抛下落的时间和水平距离由于球与井壁的碰撞为弹性碰撞，由运动的对称性求碰撞的次数和两次碰撞的时间差（3）根据动能定理得到泥沙对小球运动的平均阻力【解答】解：（1）在环被挡住而立即停止后小球立即以速率v绕a点做圆周运动，由牛顿第二定律有：绳对小球的拉力大小为：f=2mg=10n（2）根据上面的计算可知，在环被a挡住的瞬间绳恰好断裂，此后小球做平抛运动若小球没有井壁阻挡，小球平抛下落时间为：水平距离为：s=vt=1.80m由于球与井壁的碰撞为弹性碰撞，由运动的对称性，且有：1.80m=0.40m+d+0.60m可分析出球碰撞了井壁2次，故球与地面碰撞是第3次碰撞小球开始做平抛运动到第一次碰撞所用时间为：故两次碰撞的时间差为：t=tt1=0.7s（3）由（2）分析可知，小球碰地点到b点的距离为：x=d0.60m=0.20m小球碰地前瞬时的动能为：根据动能定理，依题意有：由式，并代入数据，可解得：（11）答：（1）在环被挡住而立即停止时绳对小球的拉力大小是10n（2）在以后的运动中，球与地面碰撞是属于第3次碰撞，小球第一次碰撞井壁与碰撞软泥地面的时间差是0.7s（3）球第一次的落地点离