还剩6页未读，
继续阅读
备战2025年高考二轮复习物理（通用版） 热点练1 生产生活类（Word版附解析）
展开
这是一份备战2025年高考二轮复习物理（通用版） 热点练1 生产生活类（Word版附解析），共9页。试卷主要包含了气压式电脑桌的简易结构如图所示，0×105 NB，8×105 ND，2×105 N,故选B，玉米是我国重要的农作物等内容，欢迎下载使用。
选择题:每小题4分,共20分
1.(2024江苏南京一模)气压式电脑桌的简易结构如图所示。导热性能良好的汽缸与活塞之间封闭一定质量的理想气体,活塞可在汽缸内无摩擦运动。设气体的初始状态为A,将电脑放在桌面上,桌面下降一段距离后达到稳定状态B。打开空调一段时间后,桌面回到初始高度,此时气体状态为C。下列说法正确的是( )
A.从A到B的过程中,内能减小
B.从A到B的过程中,气体会从外界吸热
C.从B到C的过程中,气体分子平均动能增大
D.从B到C的过程中,气体分子在单位时间内对单位面积的碰撞次数变多
答案 C
解析 因为汽缸导热性能良好,所以从A到B的过程中,气体温度不变,内能不变,但体积减小,外界对气体做了功,由热力学第一定律知气体会向外界放热,故A、B错误;从B到C的过程中,压强不变,但气体体积增大,故应是温度升高,所以气体分子平均动能增大,气体分子在单位时间内对单位面积的碰撞次数变少,故C正确,D错误。
2.(2024广东广州一模)如图所示,港珠澳大桥人工岛建设时,起重机用8根对称分布且长度均为22 m的钢索将直径为22 m、质量为5.0×105 kg的钢筒匀速吊起,重力加速度g取10 m/s2,则此过程每根钢索受到的拉力大小为( )
A.6.0×105 NB.7.2×105 N
C.8.8×105 ND.1.2×106 N
答案 B
解析 由于钢筒的直径为22 m,钢索的长度为22 m,则每两根共面钢索与圆筒顶面相应直径构成等边三角形,所以每根钢索与竖直方向的夹角为30°;设每根钢索受到的拉力大小为F,竖直方向根据平衡条件可得8Fcs 30°=mg,解得F=7.2×105 N,故选B。
3.(2024江西模拟预测)如图甲所示为我国研制的盾构机刀盘吊装场景,刀盘由绳索与长方形钢架组成的设备悬挂于空中,处于静止状态,四条相同绳索分别牵引住钢架的四个顶点,如图乙所示。已知刀盘与钢架总重力为G,每根绳索与竖直方向的夹角均为α,不计绳索重力,下列说法正确的是( )
A.每根绳索对钢架的拉力大小为G4
B.刀盘所受的合力方向竖直向上
C.若每根绳索增加相同的长度,每根绳索的拉力将变小
D.绳索对钢架的拉力大于钢架对绳索的拉力
答案 C
解析 刀盘处于平衡状态,对刀盘进行受力分析有4FTcs α=G,故每根绳索对刀盘与钢架的拉力大小为FT=G4csα,故A错误;刀盘所受的合力为零,故B错误;若每根绳索增加相同的长度,α变小,cs α变大,则每根绳索受到的拉力将变小,故C正确;根据牛顿第三定律,绳索对钢架的拉力等于钢架对绳索的拉力,故D错误。
4.(2024福建龙岩二模)玉米是我国重要的农作物。收割后脱粒玉米可用如图甲所示的传送带装置进行转移。如图乙所示,将收割晒干的玉米投入脱粒机后,玉米粒从静止开始被传送到底端与脱粒机相连的顺时针匀速转动的传送带上,一段时间后和传送带保持相对静止,直至从传送带的顶端飞出,最后落在水平地面上,玉米被迅速装袋转运,提升了加工转运的效率。已知传送带与水平方向的夹角为θ、顶端的高度为h,玉米粒相对于传送带顶端的最大高度也是h,已知重力加速度为g,若不计风力、空气阻力和玉米粒之间的相互作用力,下列说法正确的是( )
A.玉米粒在传送带上时,所受摩擦力始终不变
B.玉米粒落地点与传送带底端的水平距离为(3+22)htanθ
C.传送带的速度大小为3ghsinθ
D.玉米粒从飞出到落地所用的时间为3hg
答案 B
解析 玉米粒刚到传送带上时,受到沿传送带向上的滑动摩擦力,当玉米粒与传送带共速后,受到沿传送带向上的静摩擦力,所受摩擦力发生改变,故A错误;设传送带速度为v,玉米粒脱离传送带后水平方向做匀速直线运动,竖直方向做竖直上抛运动,所以vx=vcs θ,vy=vsin θ,到达最高点时h=vy22g,解得v=2ghsinθ,故C错误;玉米粒从飞出到落地过程,竖直方向上根据位移时间关系有-h=vyt-12gt2,解得t=(2+2)hg,故D错误;玉米粒从脱离传送带顶端到落地,水平位移为x1=vxt,所以落地点与传送带底端的水平距离为x=x1+htanθ=(3+22)htanθ,故B正确。
5.(多选)(2024广东三模)如图所示,配有转盘的中式圆餐桌是我国的传统家具。质量为m的小碗(可视为质点)放在水平转盘边缘上随转盘一起由静止缓慢加速转动,若小碗与转盘以及桌面间的动摩擦因数均为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,转盘的半径为r,餐桌的半径为R,重力加速度为g,转盘与桌面的高度差不计,下列说法正确的是( )
A.当转盘的角速度增至μg2r时,小碗相对转盘开始滑动
B.小碗由静止到即将滑动的过程中,转盘对小碗做的功为12μmgr
C.若R=2r,小碗最终会从桌面滑落
D.若小碗未滑离桌面,则R不会小于52r
答案 BD
解析 小碗即将滑动时有μmg=mv2r=mω2r,解得v=μgr,ω=μgr,故A错误;根据动能定理可得W=12mv2=12μmgr,故B正确;小碗滑动后沿转盘边缘滑出,若未能滑到桌面边缘,根据牛顿第二定律可得μmg=ma,由小碗在餐桌上移动的距离x=v22a=12r6.(8分)(2024广东深圳一模)如图甲所示,遇到突发洪水时,可以借助塑料盆进行自救,简化模型如图乙所示,将塑料盆近似看成底面积为S的圆柱形容器,把塑料盆口向下竖直轻放在静止水面上,用力竖直向下缓慢压盆底,当压力为F时恰好使盆底与水面相平,忽略塑料盆的厚度及盆的重力,已知大气压强为p0,重力加速度为g,水的密度为ρ,求:
(1)此时盆内空气的压强p;
(2)此时塑料盆口的深度d。
答案 (1)p0+FS (2)1+Fp0S·FρgS
解析 (1)根据平衡条件可得F+p0S=pS
解得p=p0+FS。
(2)当塑料盆轻放在静止水面上时,盆内封闭气体的压强、体积分别为p1=p0,V1=Sd
当盆底与水面相平时,设进入盆内水的液面距盆底h,盆内压强、体积分别为
p2=p,V2=Sh
而根据等压面法可知p2=p0+ρgh
根据题意p1V1=p2V2
联立以上各式可得d=1+Fp0S·FρgS。
7.(8分)高压锅结构简图如图所示,密封好锅盖,将压力阀套在出气孔上,加热前高压锅内气体温度为T0,内部气体压强为p0。对高压锅加热,当锅内气体压强达到p1时,锅内气体将压力阀顶起,开始向外排气,在排气过程中继续加热至温度为T2时,停止加热,压力阀很快落下,再次封闭气体。假定排气过程锅内气体压强不变,锅内气体视为理想气体。求:
(1)锅内气体压强为p1时的温度;
(2)锅内排出的气体与原有气体的质量比。
答案 (1)p1p0T0
(2)T2p0T0p1-1
解析 (1)由等容变化可知p0T0=p1T1
解得锅内气体压强为p1时的温度T1=p1p0T0。
(2)排气过程等压变化,有V1T1=V2T2
解得V2=T2T1V1
排出气体体积ΔV=V2-V1=T2T1-1V1
锅内排出的气体与原有气体的质量比Δmm1=ΔVV1=T2-T1T1=T2p0T0p1-1。
8.(10分)“再生制动”是一些油电混动车辆的常用制动方式。所谓“再生制动”就是车辆靠惯性滑行时带动发电机发电,将部分动能转化为电能储存在电池中。假设一辆油电混动汽车的质量为m,该汽车设定为前阶段在速度大于v0时选择再生制动,后阶段速度小于等于v0时选择机械制动。当它以速度nv0(n>1)在平直路面上做匀速行驶时,某一时刻开始刹车,前阶段阻力的大小与速度的大小成正比,即F阻=kv,后阶段阻力恒为车重的μ倍,汽车做匀减速运动,重力加速度为g。
(1)如果此次刹车的过程中,油电混动汽车动能减小量的η倍被转化为电能,那么此次刹车储存多少电能?
(2)油电混动汽车从刹车到停止的位移的大小是多少?
(3)在一次性能检测中,检测机构让油电混动汽车在平直的路面上匀速行驶(速度小于v0)一段距离后关闭发动机,测绘了汽车只开启“机械制动”和“机械制动”“再生制动”同时开启两种设定下汽车的动能与位移关系的图线①和②,如图所示。若检测时忽略测试路面的阻力差异和空气阻力,则“机械制动”“再生制动”同时开启测试中汽车被回收的动能是多少?
答案 (1)12mv02η(n2-1)
(2)mv0(n-1)k+v022μg
(3)5×105 J
解析 (1)设油电混动汽车在刹车的过程中储存的电能为E,依题意
E=η12mn2v02-12mv02=12mv02η(n2-1)。
(2)设油电混动汽车“再生制动”阶段运动的位移为x1,由动量定理得
-F阻Δt=mΔv
又F阻=kv
即-kvΔt=mΔv
所以在“再生制动”阶段有
-kx1=mv0-mnv0
解得x1=mv0(n-1)k
在“机械制动”阶段,油电混动汽车做匀减速运动,由牛顿第二定律可得
F阻'=ma
又F阻'=μmg
解得a=μg
设匀减速运动的位移为x2,由运动学公式得
-v02=2(-a)x2
解得x2=v022μg
所以油电混动汽车从刹车到停止的位移为
x=x1+x2=mv0(n-1)k+v022μg。
(3)对于减速过程,因斜率的绝对值表示阻力的大小,由图线①得
F阻″=ΔEkΔx1
代入解得F阻″=8×105-0(11-7)×102 N=2 000 N
由图线②,回收的动能为
ΔEk=8×105 J-2 000×(8.5-7)×102 J=5×105 J。
9.(14分)(2024吉林白山二模)智能机器人自动分拣快递包裹系统被赋予“惊艳世界的中国黑科技”称号。分拣机器人工作效率高,落袋准确率达99.9%。供包台工作人员将包裹放在机器人的水平托盘上,智能扫码读取包裹目的地信息,经过大数据分析后生成最优路线,包裹自动送至方形分拣口。如图甲所示,当机器人抵达分拣口时,速度恰好减速为零,翻转托盘使托盘倾角缓慢增大,直至包裹滑下,投入分拣口中(最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,重力加速度g取10 m/s2)。如图乙所示,机器人A把质量m=1 kg的包裹从供包台沿直线运至相距L=45 m的分拣口处,在运行过程中包裹与水平托盘保持相对静止。已知机器人A运行最大加速度a=3 m/s2,运行最大速度v0=3 m/s,机器人运送包裹途中,看作质点。
(1)求机器人A从供包台运行至分拣口所需的最短时间t;
(2)若包裹与水平托盘的动摩擦因数为μ=33,则在机器人A到达投递口处,要使得包裹开始下滑,托盘的最小倾角θ应该是多少;
(3)若机器人A投递完包裹后返回供包台途中发生故障,机器人A立刻制动,制动时速度为3 m/s,由于惯性,机器人A在地面滑行4.5 m后停下来,此时刚好有另一机器人B,以最大速度3 m/s与机器人A发生弹性正碰,碰撞后机器人A滑行了2 m停下来(其加速度与制动后滑行加速度相等,机器人A、B均看作质点)。则机器人A的总质量是机器人B的多少倍?
答案 (1)16 s
(2)30°
(3)2倍
解析 (1)当机器人A先以运行最大加速度做匀加速直线运动加速至3 m/s,然后做匀速直线运动,最后同样以运行最大加速度做匀减速直线运动至零时,机器人A从供包台运行至分拣口所需时间最短。做匀加速直线运动阶段根据运动学的公式可得
t1=v0a=1 s
x1=12at12=1.5 m
匀减速直线运动阶段根据运动学的公式得
t2=v0a=1 s
x2=12at22=1.5 m
匀速直线阶段根据运动学的公式得
t3=L-x1-x2v0=14 s
运行总时间t=t1+t2+t3=16 s。
(2)要使包裹刚开始下滑,托盘的最小倾角θ,对包裹,受力分析得
FN=mgcs θ
Ff=mgsin θ
其中Ff=μFN
解得托盘的最小倾角θ=30°。
(3)设机器人A制动后滑行过程中的加速度大小为a,机器人A制动后滑行4.5 m后停下来,则有
0-v02=-2a1x3
设机器人A被碰后瞬间的速度为vA,滑行2 m后停下来,则有
0-vA2=-2a1x4
联立可得vA=v0x4x3=2 m/s
设机器人A、B的质量分别为M1、M2,碰撞后机器人B的速度为vB,A、B发生弹性碰撞,A和B组成的系统根据动量守恒定律和能量守恒定律有
M2v0=M2vB+M1vA
12M2v02=12M2vB2+12M1vA2
解得vA=2M2M1+M2v0
由于vA=2 m/s,v0=3 m/s,可得
M1M2=2
故机器人A的质量是机器人B的2倍。
选择题:每小题4分,共20分
1.(2024江苏南京一模)气压式电脑桌的简易结构如图所示。导热性能良好的汽缸与活塞之间封闭一定质量的理想气体,活塞可在汽缸内无摩擦运动。设气体的初始状态为A,将电脑放在桌面上,桌面下降一段距离后达到稳定状态B。打开空调一段时间后,桌面回到初始高度,此时气体状态为C。下列说法正确的是( )
A.从A到B的过程中,内能减小
B.从A到B的过程中,气体会从外界吸热
C.从B到C的过程中,气体分子平均动能增大
D.从B到C的过程中,气体分子在单位时间内对单位面积的碰撞次数变多
答案 C
解析 因为汽缸导热性能良好,所以从A到B的过程中,气体温度不变,内能不变,但体积减小,外界对气体做了功,由热力学第一定律知气体会向外界放热,故A、B错误;从B到C的过程中,压强不变,但气体体积增大,故应是温度升高,所以气体分子平均动能增大,气体分子在单位时间内对单位面积的碰撞次数变少,故C正确,D错误。
2.(2024广东广州一模)如图所示,港珠澳大桥人工岛建设时,起重机用8根对称分布且长度均为22 m的钢索将直径为22 m、质量为5.0×105 kg的钢筒匀速吊起,重力加速度g取10 m/s2,则此过程每根钢索受到的拉力大小为( )
A.6.0×105 NB.7.2×105 N
C.8.8×105 ND.1.2×106 N
答案 B
解析 由于钢筒的直径为22 m,钢索的长度为22 m,则每两根共面钢索与圆筒顶面相应直径构成等边三角形,所以每根钢索与竖直方向的夹角为30°;设每根钢索受到的拉力大小为F,竖直方向根据平衡条件可得8Fcs 30°=mg,解得F=7.2×105 N,故选B。
3.(2024江西模拟预测)如图甲所示为我国研制的盾构机刀盘吊装场景,刀盘由绳索与长方形钢架组成的设备悬挂于空中,处于静止状态,四条相同绳索分别牵引住钢架的四个顶点,如图乙所示。已知刀盘与钢架总重力为G,每根绳索与竖直方向的夹角均为α,不计绳索重力,下列说法正确的是( )
A.每根绳索对钢架的拉力大小为G4
B.刀盘所受的合力方向竖直向上
C.若每根绳索增加相同的长度,每根绳索的拉力将变小
D.绳索对钢架的拉力大于钢架对绳索的拉力
答案 C
解析 刀盘处于平衡状态,对刀盘进行受力分析有4FTcs α=G,故每根绳索对刀盘与钢架的拉力大小为FT=G4csα,故A错误;刀盘所受的合力为零,故B错误;若每根绳索增加相同的长度,α变小,cs α变大,则每根绳索受到的拉力将变小,故C正确;根据牛顿第三定律,绳索对钢架的拉力等于钢架对绳索的拉力,故D错误。
4.(2024福建龙岩二模)玉米是我国重要的农作物。收割后脱粒玉米可用如图甲所示的传送带装置进行转移。如图乙所示,将收割晒干的玉米投入脱粒机后,玉米粒从静止开始被传送到底端与脱粒机相连的顺时针匀速转动的传送带上,一段时间后和传送带保持相对静止,直至从传送带的顶端飞出,最后落在水平地面上,玉米被迅速装袋转运,提升了加工转运的效率。已知传送带与水平方向的夹角为θ、顶端的高度为h,玉米粒相对于传送带顶端的最大高度也是h,已知重力加速度为g,若不计风力、空气阻力和玉米粒之间的相互作用力,下列说法正确的是( )
A.玉米粒在传送带上时,所受摩擦力始终不变
B.玉米粒落地点与传送带底端的水平距离为(3+22)htanθ
C.传送带的速度大小为3ghsinθ
D.玉米粒从飞出到落地所用的时间为3hg
答案 B
解析 玉米粒刚到传送带上时,受到沿传送带向上的滑动摩擦力,当玉米粒与传送带共速后,受到沿传送带向上的静摩擦力,所受摩擦力发生改变,故A错误;设传送带速度为v,玉米粒脱离传送带后水平方向做匀速直线运动,竖直方向做竖直上抛运动,所以vx=vcs θ,vy=vsin θ,到达最高点时h=vy22g,解得v=2ghsinθ,故C错误;玉米粒从飞出到落地过程,竖直方向上根据位移时间关系有-h=vyt-12gt2,解得t=(2+2)hg,故D错误;玉米粒从脱离传送带顶端到落地,水平位移为x1=vxt,所以落地点与传送带底端的水平距离为x=x1+htanθ=(3+22)htanθ,故B正确。
5.(多选)(2024广东三模)如图所示,配有转盘的中式圆餐桌是我国的传统家具。质量为m的小碗(可视为质点)放在水平转盘边缘上随转盘一起由静止缓慢加速转动,若小碗与转盘以及桌面间的动摩擦因数均为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,转盘的半径为r,餐桌的半径为R,重力加速度为g,转盘与桌面的高度差不计,下列说法正确的是( )
A.当转盘的角速度增至μg2r时,小碗相对转盘开始滑动
B.小碗由静止到即将滑动的过程中,转盘对小碗做的功为12μmgr
C.若R=2r,小碗最终会从桌面滑落
D.若小碗未滑离桌面,则R不会小于52r
答案 BD
解析 小碗即将滑动时有μmg=mv2r=mω2r,解得v=μgr,ω=μgr,故A错误;根据动能定理可得W=12mv2=12μmgr,故B正确;小碗滑动后沿转盘边缘滑出,若未能滑到桌面边缘,根据牛顿第二定律可得μmg=ma,由小碗在餐桌上移动的距离x=v22a=12r
(1)此时盆内空气的压强p;
(2)此时塑料盆口的深度d。
答案 (1)p0+FS (2)1+Fp0S·FρgS
解析 (1)根据平衡条件可得F+p0S=pS
解得p=p0+FS。
(2)当塑料盆轻放在静止水面上时,盆内封闭气体的压强、体积分别为p1=p0,V1=Sd
当盆底与水面相平时,设进入盆内水的液面距盆底h,盆内压强、体积分别为
p2=p,V2=Sh
而根据等压面法可知p2=p0+ρgh
根据题意p1V1=p2V2
联立以上各式可得d=1+Fp0S·FρgS。
7.(8分)高压锅结构简图如图所示,密封好锅盖,将压力阀套在出气孔上,加热前高压锅内气体温度为T0,内部气体压强为p0。对高压锅加热,当锅内气体压强达到p1时,锅内气体将压力阀顶起,开始向外排气,在排气过程中继续加热至温度为T2时,停止加热,压力阀很快落下,再次封闭气体。假定排气过程锅内气体压强不变,锅内气体视为理想气体。求:
(1)锅内气体压强为p1时的温度;
(2)锅内排出的气体与原有气体的质量比。
答案 (1)p1p0T0
(2)T2p0T0p1-1
解析 (1)由等容变化可知p0T0=p1T1
解得锅内气体压强为p1时的温度T1=p1p0T0。
(2)排气过程等压变化,有V1T1=V2T2
解得V2=T2T1V1
排出气体体积ΔV=V2-V1=T2T1-1V1
锅内排出的气体与原有气体的质量比Δmm1=ΔVV1=T2-T1T1=T2p0T0p1-1。
8.(10分)“再生制动”是一些油电混动车辆的常用制动方式。所谓“再生制动”就是车辆靠惯性滑行时带动发电机发电,将部分动能转化为电能储存在电池中。假设一辆油电混动汽车的质量为m,该汽车设定为前阶段在速度大于v0时选择再生制动,后阶段速度小于等于v0时选择机械制动。当它以速度nv0(n>1)在平直路面上做匀速行驶时,某一时刻开始刹车,前阶段阻力的大小与速度的大小成正比,即F阻=kv,后阶段阻力恒为车重的μ倍,汽车做匀减速运动,重力加速度为g。
(1)如果此次刹车的过程中,油电混动汽车动能减小量的η倍被转化为电能,那么此次刹车储存多少电能?
(2)油电混动汽车从刹车到停止的位移的大小是多少?
(3)在一次性能检测中,检测机构让油电混动汽车在平直的路面上匀速行驶(速度小于v0)一段距离后关闭发动机,测绘了汽车只开启“机械制动”和“机械制动”“再生制动”同时开启两种设定下汽车的动能与位移关系的图线①和②,如图所示。若检测时忽略测试路面的阻力差异和空气阻力,则“机械制动”“再生制动”同时开启测试中汽车被回收的动能是多少?
答案 (1)12mv02η(n2-1)
(2)mv0(n-1)k+v022μg
(3)5×105 J
解析 (1)设油电混动汽车在刹车的过程中储存的电能为E,依题意
E=η12mn2v02-12mv02=12mv02η(n2-1)。
(2)设油电混动汽车“再生制动”阶段运动的位移为x1,由动量定理得
-F阻Δt=mΔv
又F阻=kv
即-kvΔt=mΔv
所以在“再生制动”阶段有
-kx1=mv0-mnv0
解得x1=mv0(n-1)k
在“机械制动”阶段,油电混动汽车做匀减速运动,由牛顿第二定律可得
F阻'=ma
又F阻'=μmg
解得a=μg
设匀减速运动的位移为x2,由运动学公式得
-v02=2(-a)x2
解得x2=v022μg
所以油电混动汽车从刹车到停止的位移为
x=x1+x2=mv0(n-1)k+v022μg。
(3)对于减速过程,因斜率的绝对值表示阻力的大小,由图线①得
F阻″=ΔEkΔx1
代入解得F阻″=8×105-0(11-7)×102 N=2 000 N
由图线②,回收的动能为
ΔEk=8×105 J-2 000×(8.5-7)×102 J=5×105 J。
9.(14分)(2024吉林白山二模)智能机器人自动分拣快递包裹系统被赋予“惊艳世界的中国黑科技”称号。分拣机器人工作效率高,落袋准确率达99.9%。供包台工作人员将包裹放在机器人的水平托盘上,智能扫码读取包裹目的地信息,经过大数据分析后生成最优路线,包裹自动送至方形分拣口。如图甲所示,当机器人抵达分拣口时,速度恰好减速为零,翻转托盘使托盘倾角缓慢增大,直至包裹滑下,投入分拣口中(最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,重力加速度g取10 m/s2)。如图乙所示,机器人A把质量m=1 kg的包裹从供包台沿直线运至相距L=45 m的分拣口处,在运行过程中包裹与水平托盘保持相对静止。已知机器人A运行最大加速度a=3 m/s2,运行最大速度v0=3 m/s,机器人运送包裹途中,看作质点。
(1)求机器人A从供包台运行至分拣口所需的最短时间t;
(2)若包裹与水平托盘的动摩擦因数为μ=33,则在机器人A到达投递口处,要使得包裹开始下滑,托盘的最小倾角θ应该是多少;
(3)若机器人A投递完包裹后返回供包台途中发生故障,机器人A立刻制动,制动时速度为3 m/s,由于惯性,机器人A在地面滑行4.5 m后停下来,此时刚好有另一机器人B,以最大速度3 m/s与机器人A发生弹性正碰,碰撞后机器人A滑行了2 m停下来(其加速度与制动后滑行加速度相等,机器人A、B均看作质点)。则机器人A的总质量是机器人B的多少倍?
答案 (1)16 s
(2)30°
(3)2倍
解析 (1)当机器人A先以运行最大加速度做匀加速直线运动加速至3 m/s,然后做匀速直线运动,最后同样以运行最大加速度做匀减速直线运动至零时,机器人A从供包台运行至分拣口所需时间最短。做匀加速直线运动阶段根据运动学的公式可得
t1=v0a=1 s
x1=12at12=1.5 m
匀减速直线运动阶段根据运动学的公式得
t2=v0a=1 s
x2=12at22=1.5 m
匀速直线阶段根据运动学的公式得
t3=L-x1-x2v0=14 s
运行总时间t=t1+t2+t3=16 s。
(2)要使包裹刚开始下滑,托盘的最小倾角θ,对包裹,受力分析得
FN=mgcs θ
Ff=mgsin θ
其中Ff=μFN
解得托盘的最小倾角θ=30°。
(3)设机器人A制动后滑行过程中的加速度大小为a,机器人A制动后滑行4.5 m后停下来,则有
0-v02=-2a1x3
设机器人A被碰后瞬间的速度为vA,滑行2 m后停下来,则有
0-vA2=-2a1x4
联立可得vA=v0x4x3=2 m/s
设机器人A、B的质量分别为M1、M2,碰撞后机器人B的速度为vB,A、B发生弹性碰撞,A和B组成的系统根据动量守恒定律和能量守恒定律有
M2v0=M2vB+M1vA
12M2v02=12M2vB2+12M1vA2
解得vA=2M2M1+M2v0
由于vA=2 m/s,v0=3 m/s,可得
M1M2=2
故机器人A的质量是机器人B的2倍。
相关试卷
备战2025年高考二轮复习物理（通用版） 热点练2 航天技术类（Word版附解析）： 这是一份备战2025年高考二轮复习物理（通用版） 热点练2 航天技术类（Word版附解析），共7页。试卷主要包含了9 km/s等内容，欢迎下载使用。
备战2025年高考二轮复习物理（通用版） 热点练4 环境保护类（Word版附解析）： 这是一份备战2025年高考二轮复习物理（通用版） 热点练4 环境保护类（Word版附解析），共6页。试卷主要包含了86年后衰变完毕，6)等内容，欢迎下载使用。
备战2025年高考二轮复习物理（福建专版） 热点练1 生产生活类（Word版附解析）： 这是一份备战2025年高考二轮复习物理（福建专版） 热点练1 生产生活类（Word版附解析），共9页。试卷主要包含了气压式电脑桌的简易结构如图所示，0×105 NB，8×105 ND，2×105 N,故选B，玉米是我国重要的农作物等内容，欢迎下载使用。
