山东省日照市第一中学2020届高三“登峰之旅”(11)考试物理试卷

17.答案 (1)2.5 m/s2 方向沿杆向上 (2)0.2 s 或 0.75 s

解析 (1)小球的质量 m

G 1 kg ＝g ＝

取沿杆向上为正方向，设小球在力 F 作用时的加速度大小为 a1，此时小球的受力如图所示， Fcos 30°＝Gcos 30°＋FN

Fsin 30°－Gsin 30°－μFN＝ma1

联立解得：a1＝2.5 m/s2，方向沿杆向上(2)撤去 F 瞬间，小球的受力如图所示，

设此时小球的加速度为 a2，FN′＝Gcos 30°

－Gsin 30°－μFN′＝ma2

联立解得：a2＝－7.5 m/s2，即大小为 7.5 m/s2，方向沿杆向下刚撤去 F 时，小球的速度 v1＝a1t1＝3 m/s

1

小球的位移为 x1 a t 2＝1.8 m

＝2 1 1

0－v1 0.4 s ＝ ＝2

a2

撤去 间为 F t 后，小球继续向上运动的时

小球继续向上运动的最大位移为 x2＝ 2a2 ＝0.6 m

则小球向上运动的最大距离为 xm＝x1＋x2＝2.4 m

12a t 在上滑阶段通过 B 点，即 xAB－x1＝v1t3

＋2 2 3

2 0－v 1

解得 t3＝0.2 s 或者 t3＝0.6

s(舍)

小球返回时，受力如图所示，

设此时小球的加速度为 a3，－Gsin 30°＋μFN′＝ma3

得 a3＝－2.5 m/s2，即大小为 2.5 m/s2，方向沿杆向下

1 小球由顶端返回 B 点时有－(xm－xAB) ＝a3t4 2

2 3 解得 t4＝5 s

则通过 B 点时间为 t＝t2＋t4≈0.75 s.

18.