三亚华侨学校2021-2022学年度第二学期期中考试
高一年级物理试卷
一、单选题(本大题共8小题，共24分)
质量为的物体受到一组共点恒力作用而处于静止状态，当撤去某个恒力时，物体将做
A. 匀加速直线运动 B. 匀减速直线运动
C. 匀变速曲线运动 D. 变加速曲线运动
如图所示，地球可以看做一个球体，点为地球球心，位于长沙的物体和位于赤道上的物体，都随地球自转做匀速圆周运动，则
A. A、俩物体做匀速圆周运动的半径相等
B. A、俩物体做匀速圆周运动的线速度大小相等
C. A、俩物体做匀速圆周运动的转速相等
D. 以上说法都不对
如图所示，人在岸上拉船，已知船的质量为，水的阻力恒为，当轻绳与水平面的夹角为时，船的速度为，此时人的拉力大小为，则
A. 人拉绳行走的速度为 B. 人拉绳行走的速度为
C. 船的加速度为 D. 船的加速度为
中国面食种类繁多，其中“刀削面”堪称一绝，从同一位置依次削出三个小面条，分别落在水面上、、三点，运动轨迹如图所示，忽略空气阻力的影响，小面条被削离面团后可视为平抛运动，假设三个小面条质量相等，下列说法正确的是
A. 三个小面条被削离时速度相等
B. 小面条的初速度最小
C. 落在点的小面条在空中运动时间最短
D. 落在点的小面条落在水面时速度变化最大
如图所示，桌面高为，质量为的小球从离桌面高处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处重力势能为零，则小球落地前瞬间的重力势能为
A. B. C. D.
人造卫星进入轨道做匀速圆周运动时，关于卫星内的物体，下列说法正确的是
A. 处于完全失重状态，所受重力为零
B. 处于完全失重状态，所受重力不为零
C. 处于不完全失重状态，所受重力不为零
D. 处于平衡状态，即所受的合外力为零
质量为的质点静止于光滑水平面上，从时刻开始，受到一水平外力的作用，如图所示，下列判断正确的是
A. 前内的平均功率为
B. 第内的加速度为
C. 前内的位移为
D. 第内所做的功为
年月日，北斗三号全球卫星导航系统正式开通，我国成为世界上少数具有自主卫星导航系统的国家。如图所示，两颗导航卫星、绕地球在同一平面内做匀速圆周运动，下列说法正确的是
A. 卫星的线速度大于卫星的线速度
B. 卫星的角速度大于卫星的角速度
C. 卫星的向心加速度小于卫星的向心加速度
D. 两卫星绕地球做匀速圆周运动的周期相同
二、多选题(本大题共5小题，共30分)
关于向心力，下列说法正确的是
A. 对做匀速圆周运动的物体进行受力分析时，一定不要漏掉向心力
B. 向心力一定是由做圆周运动的物体所受的合力提供，它是根据力的作用效果命名的
C. 向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各力的合力，也可以是某个力的分力
D. 向心力只能改变物体的运动方向，不能改变物体运动的快慢
已知值，下列哪组数据可以计算出地球的质量
A. 已知地球的半径和地球表面的重力加速度
B. 已知卫星围绕地球运动的角速度和周期
C. 已知卫星围绕地球运动的轨道半径和线速度
D. 已知卫星围绕地球运动的周期和卫星质量
两物体质量之比为 ：；它们距离地面高度之比也为：，让它们自由下落，它们落地时
A. 速度之比： B. 速度之比为 ：
C. 动能之比 ： D. 动能之比 ：
如图所示，在竖直平面内有一半径为的半圆形轨道，最高点为点。现让一小滑块可视为质点从水平地面上向半圆形轨道运动，设小滑块在点速度为，下列关于小滑块运动情况的分析，正确的是
A. 若小滑块恰能到达点，则
B. 若小滑块恰能到达点，则
C. 若小滑块能通过点，则离开点后做自由落体运动
D. 若小滑块能通过点，则离开点后做平抛运动
如图所示，某段滑雪雪道倾角为，总质量为的滑雪运动员包括雪具在内从距底端高为处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度为，为当地重力加速度当他由静止开始向下滑到底端的过程中，下列说法正确的是
A. 运动员减少的重力势能大于增加的动能
B. 运动员获得的动能为
C. 运动员克服摩擦力做功为
D. 下滑过程中运动员减少的机械能为
三、实验题(本大题共2小题，共20分)
某同学利用重锤做自由落体运动验证机械能守恒定律的实验
有关重锤的质量，下列说法正确的有______
A.应选用质量较大的重锤，使重锤和纸带所受的重力远大于它们所受的阻力
B.应选用质量较小的重锤，使重锤的惯性小一些，下落时更接近于自由落体运动
C.不需要称量重锤的质量
D.必须称量重锤的质量．
在该实验中，选定了一条较为理想的纸带，如图所示，“”为起始点，以后纸带上所打的各点依次记为、、测得的、、是重锤从开始运动到各时刻的位移，当打点计时器打点“”时，重锤动能的表达式为______ ；从“”点到“”点的中重锤重力势能的减少量表达式为______ 已知打点计时器的打点周期为，重锤质量为，重力加速度为
如图所示，沿水平方向喷出的细水流的数码相片，照片中刻度尺的最小分度是。当地的重力加速度为，试根据该照片研究：
水流离开喷嘴时的速度大小为______。
水高开喷嘴，运动到位置时，水流速度跟水平方向夹角的正切为______。
四、解答题(本大题共3小题，共36分)
“玉兔号”月球车与月球表面的第一次接触实现了中国人“奔月”的伟大梦想。“玉兔号”月球车在月球表面做了一个自由下落试验，测得物体从静止自由下落高度的时间为，已知月球半径为，自转周期为，引力常量为。求：
月球表面重力加速度；
月球的质量和月球的第一宇宙速度；
月球同步卫星离月球表面高度。
质量为的物体固定在长为的轻杆一端，杆可绕过另一端点的水平轴在竖直平面内转动。求：
当物体在最高点的速度为多大时，杆对物体的作用力为零；
当物体在最高点的速度为时，杆对物体的作用力；
当物体在最高点的速度为时，杆对物体的作用力。
如图所示，一长、不可伸长的轻绳上端悬挂于点，下端系一质量的小球，是一竖直固定的圆弧形轨道，半径，与竖直方向的夹角。现将小球拉到点保持绳绷直且水平由静止释放，当它经过点时绳恰好被拉断，小球平抛后，从圆弧轨道的点沿切线方向进入轨道，刚好能到达圆弧轨道的最高点，重力加速度取，求：
小球到点时的速度大小；
轻绳所受的最大拉力大小；
小球在圆弧轨道上运动时克服阻力做的功。
第4页，共5页高一（下）期中物理试卷
质量为的物体受到一组共点恒力作用而处于静止状态，当撤去某个恒力时，物体将做
A. 匀加速直线运动 B. 匀减速直线运动
C. 匀变速曲线运动 D. 变加速曲线运动
【答案】
A
【解析】解：原来处于静止状态，合力为零，撤去某个恒力时，物体所受的合力恒定不变，根据牛顿第二定律知物体做初速度为零的匀加速直线运动．
故选：
物体原来受合力为零处于静止状态，撤去某个恒力时，物体所受的其它力的合力与撤去的力等大反向，根据牛顿第二定律分析可知加速度不变．
本题要掌握平衡条件的推论，判断出物体的合力不变从而分析物体的运动状态．
如图所示，地球可以看做一个球体，点为地球球心，位于长沙的物体和位于赤道上的物体，都随地球自转做匀速圆周运动，则
A. A、俩物体做匀速圆周运动的半径相等
B. A、俩物体做匀速圆周运动的线速度大小相等
C. A、俩物体做匀速圆周运动的转速相等
D. 以上说法都不对
【答案】
C
【解析】解：、、两点共轴，物体做匀速圆周运动的半径大于物体做匀速圆周运动的半径，故A错误；
B、根据，可知，物体的轨道半径较大，因此物体的线速度较大，即有：故B错误；
C、、两点共轴，角速度相同，根据，所以、俩物体做匀速圆周运动的转速相等，故C正确，D错误；
故选：．
A、两点共轴，角速度相同，然后根据和去分析转速和线速度关系．
解决本题的关键理解共轴转动的物体角速度相同及熟练掌握圆周运动的运动学公式，注意两个物体的轨道半径关系，这是解题的关键．
如图所示，人在岸上拉船，已知船的质量为，水的阻力恒为，当轻绳与水平面的夹角为时，船的速度为，此时人的拉力大小为，则
A. 人拉绳行走的速度为 B. 人拉绳行走的速度为
C. 船的加速度为 D. 船的加速度为
【答案】
C
【解析】解：、船运动的速度是沿绳子收缩方向的速度和绕定滑轮的摆动速度的合速度。如图所示根据平行四边形定则有，故A、B错误。
、对小船受力分析，如下图所示，则有，因此船的加速度大小为，故C正确，D错误；
故选：。
绳子收缩的速度等于人在岸上的速度，连接船的绳子端点既参与了绳子收缩方向上的运动，又参与了绕定滑轮的摆动．根据船的运动速度，结合平行四边形定则求出人拉绳子的速度，及船的加速度．
解决本题的关键知道船运动的速度是沿绳子收缩方向的速度和绕定滑轮的摆动速度的合速度，并掌握受力分析与理解牛顿第二定律．
中国面食种类繁多，其中“刀削面”堪称一绝，从同一位置依次削出三个小面条，分别落在水面上、、三点，运动轨迹如图所示，忽略空气阻力的影响，小面条被削离面团后可视为平抛运动，假设三个小面条质量相等，下列说法正确的是
A. 三个小面条被削离时速度相等
B. 小面条的初速度最小
C. 落在点的小面条在空中运动时间最短
D. 落在点的小面条落在水面时速度变化最大
【答案】
B
【解析】解：、三个小面条下落的高度相同，由，可得：，三个小面条下落的高度相同，所以下落时间相同，又，三个小面条水平位移不同，所以被削离时速度不同，小面条的水平位移最大，则初速度最大；小面条的水平位移最小，则初速度最小；故B正确，AC错误；
D、速度的变化量为，由于下落时间相同，所以速度变化量相同，D错误；
故选：。
削出的小面做平抛运动，根据平抛运动的时间由高度决定，根据高度求出平抛运动的时间，结合水平位移的范围求出平抛运动初速度的范围，从而确定速度的大小。根据速度的变化量为可以确定速度变化量。
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移。
如图所示，桌面高为，质量为的小球从离桌面高处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处重力势能为零，则小球落地前瞬间的重力势能为
A. B. C. D.
【答案】
D
【解析】解：以桌面为参考平面，小球落地前瞬间的重力势能为：故D正确，ABC错误。
故选：。
根据重力势能的定义与势能点的选择，可以直接得出小球落到地面瞬间重力势能。
该题考查重力势能的表达式与重力势能的确定，基础题目，很简单。
人造卫星进入轨道做匀速圆周运动时，关于卫星内的物体，下列说法正确的是
A. 处于完全失重状态，所受重力为零
B. 处于完全失重状态，所受重力不为零
C. 处于不完全失重状态，所受重力不为零
D. 处于平衡状态，即所受的合外力为零
【答案】
B
【解析】解：人造卫星内的物体和卫星整体进入轨道做圆周运动要受到中心天体对它的万有引力，而万有引力本身就等于物体受到的重力，所以卫星内的物体重力不为零，
但万有引力要全部用来提供其做圆周运动的向心力，所以物体处于完全失重状态，由于圆周运动总有一个指向圆心的向心加速度，则物体处于非平衡状态，故B正确，ACD错误。
故选：。
人造卫星做匀速圆周运动，处于完全失重状态，万有引力提供向心力，处于非平衡状态。
解决该题的关键是要掌握重力的产生原因，掌握完全失重状态的概念，知道卫星和卫星内的物体的运动特征。
质量为的质点静止于光滑水平面上，从时刻开始，受到一水平外力的作用，如图所示，下列判断正确的是
A. 前内的平均功率为
B. 第内的加速度为
C. 前内的位移为
D. 第内所做的功为
【答案】
A
【解析】解：、第内物体的加速度大小为，所以第末物体的速度为，
所以第内物体的位移为
第内物体的加速度大小为，
所以第内物体的位移为，
前内的位移为，故BC错误；
D、第内物体做的功为，故D错误；
A、第内物体做的功为，
第内物体做的功为
前内的平均功率为：，故A正确。
故选：。
根据牛顿第二定律求出加速度，结合位移时间公式分别求出两段时间内的位移，从而得出两段时间内外力做功的大小，结合平均功率的公式求出平均功率。
本题主要是考查功率的计算，知道平均功率和瞬时功率的区别，掌握这两种功率的求法：其中可以计算平均功率，也可以计算瞬时功率，而只能计算平均功率。
年月日，北斗三号全球卫星导航系统正式开通，我国成为世界上少数具有自主卫星导航系统的国家。如图所示，两颗导航卫星、绕地球在同一平面内做匀速圆周运动，下列说法正确的是
A. 卫星的线速度大于卫星的线速度
B. 卫星的角速度大于卫星的角速度
C. 卫星的向心加速度小于卫星的向心加速度
D. 两卫星绕地球做匀速圆周运动的周期相同
【答案】
C
【解析】解：两卫星都由万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：，结合题意，
A.根据可知，卫星的线速度小于卫星的线速度，故A错误；
B.根据可知，卫星的角速度小于卫星的角速度，故B错误；
C.根据可知，卫星的向心加速度小于卫星的向心加速度，故C正确；
D.根据可知，卫星的周期大于卫星的周期，故D错误。
故选：。
已知两颗卫星半径的关系，由万有引力充当向心力判断线速度、角速度、向心加速度、周期之间的关系。
本题以北斗三号全球卫星导航系统为背景，主要考查了万有引力定律在实际问题中的应用，要求学生能够应用万有引力提供向心力求解。
关于向心力，下列说法正确的是
A. 对做匀速圆周运动的物体进行受力分析时，一定不要漏掉向心力
B. 向心力一定是由做圆周运动的物体所受的合力提供，它是根据力的作用效果命名的
C. 向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各力的合力，也可以是某个力的分力
D. 向心力只能改变物体的运动方向，不能改变物体运动的快慢
【答案】
CD
【解析】解：物体做圆周运动就需要有向心力，向心力是由外界提供的，而不是物体受向心力，故A错误；
向心力是指向圆心方向的合外力提供，它是根据力的作用效果命名的，向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力来提供，或者是他们的合力来提供，也可以是某个力的分力来提供，故B错误，C正确；
D.向心力的方向与速度垂直，不改变速度的大小，只改变速度的方向，故D正确；
故选：。
向心力是效果力，方向时刻与速度方向垂直，因此可以改变线速度的方向，不能改变线速度的大小，而且向心力可以是多个力的合力，也可以是其中一个力，也可能是一个力的分力。
本题主要考查了向心力的概念，理解向心力的可能来源和对线速度的影响即可，整体难度不大。
已知值，下列哪组数据可以计算出地球的质量
A. 已知地球的半径和地球表面的重力加速度
B. 已知卫星围绕地球运动的角速度和周期
C. 已知卫星围绕地球运动的轨道半径和线速度
D. 已知卫星围绕地球运动的周期和卫星质量
【答案】
AC
【解析】解：已知地球的半径和地球表面的重力加速度，由黄金代换公式可得：，解得地球的质量为：，故已知地球的半径和地球表面的重力加速度，能计算出地球的质量，故A正确；
若已知卫星围绕地球运动的轨道的半径和周期，由万有引力提供向心力，有：，解得：，但已知卫星围绕地球运动的角速度和周期，有，不能求出卫星围绕地球运动的轨的半径，则能计算出地球的质量；已知卫星围绕地球运动的周期和卫星质量，也不能求出轨道半径，不能计算出地球的质量，故BD错误；
C.已知卫星围绕地球运动的轨道的半径和线速度，由万有引力提供向心力，有：，解得，故已知卫星围绕地球运动的轨的半径和线速度，能计算出地球的质量，故C正确。
故选：。
以地球为中心天体求地球的质量，由万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律求解即可。
本题考查求解中心天体质量，计算中心天体质量的方法主要有：地球表面重力与万有引力相等，万有引力提供环绕天体的向心力，据此列式分析即可，关键是掌握方法。
两物体质量之比为 ：；它们距离地面高度之比也为：，让它们自由下落，它们落地时
A. 速度之比： B. 速度之比为 ：
C. 动能之比 ： D. 动能之比 ：
【答案】
AD
【解析】解：、物体做自由落体运动，根据可得，
所以速度之比，故A正确，B错误；
、由动能定理得到
由以上两式解得
：：：，故C错误，D正确；
故选：．
物体做自由落体运动，只有重力做功，根据动能定理列式比较即可；也可以根据运动学公式先求出落地前的速度，再根据动能表达式代入数据比较．
利用动能定理列式可以不涉及运动的时间和加速度，解题较为方便，其适用范围也比运动学公式广泛，不仅适用于匀变速直线运动，也适用于变加速直线运动和曲线运动．
如图所示，在竖直平面内有一半径为的半圆形轨道，最高点为点。现让一小滑块可视为质点从水平地面上向半圆形轨道运动，设小滑块在点速度为，下列关于小滑块运动情况的分析，正确的是
A. 若小滑块恰能到达点，则
B. 若小滑块恰能到达点，则
C. 若小滑块能通过点，则离开点后做自由落体运动
D. 若小滑块能通过点，则离开点后做平抛运动
【答案】
AD
【解析】解：、若小滑块恰能到达点，根据牛顿第二定律有，解得，故A正确，B错误；
、若小滑块能通过点，则离开点后只受重力作用，同时具有水平方向的速度，故做平抛运动，故C错误，D正确。
故选：。
滑块进入右侧半圆轨道后做圆周运动，由圆周运动的临界条件：在点，由重力提供向心力，可得到滑块能到达点的最小速度，再分析滑块的运动情况．
本题的关键要掌握竖直平面内圆周运动的临界条件：在点，由重力提供向心力，该题的结论要在理解的基础上记住．
如图所示，某段滑雪雪道倾角为，总质量为的滑雪运动员包括雪具在内从距底端高为处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度为，为当地重力加速度当他由静止开始向下滑到底端的过程中，下列说法正确的是
A. 运动员减少的重力势能大于增加的动能
B. 运动员获得的动能为
C. 运动员克服摩擦力做功为
D. 下滑过程中运动员减少的机械能为
【答案】
AD
【解析】
【分析】
根据下降的高度分析重力势能的减少量．由牛顿第二定律可求得合外力，则可求得合力所做的功；则由动能定理可求得动能的变化量，分析人在运动过程中的受力及各力做功情况，求得摩擦力；由摩擦力做功可求得机械能的变化量。
在理解功能关系时，应抓住：重力做功等于重力势能的变化量，阻力做功等于机械能的改变量，而合力外力做功等于动能的变化量。
【解答】
A.由于人下滑的加速度，所以人在下滑中受重力、支持力及摩擦力的作用，由功能关系可知，运动员的重力势能转化为动能和内能，则运动员减少的重力势能大于增加的动能，故A正确；
B.由牛顿第二定律可知，人受到的合力，合力对运动员做的功；由动能定理可知，运动员获得的动能为；故B错误；
C.物体合外力，故摩擦力大小；运动员克服摩擦力做功；故C错误
D.运动员克服摩擦力做功等于机械能的减小量，故机械能减小了，故D正确。
故选AD。
某同学利用重锤做自由落体运动验证机械能守恒定律的实验
有关重锤的质量，下列说法正确的有______
A.应选用质量较大的重锤，使重锤和纸带所受的重力远大于它们所受的阻力
B.应选用质量较小的重锤，使重锤的惯性小一些，下落时更接近于自由落体运动
C.不需要称量重锤的质量
D.必须称量重锤的质量．
在该实验中，选定了一条较为理想的纸带，如图所示，“”为起始点，以后纸带上所打的各点依次记为、、测得的、、是重锤从开始运动到各时刻的位移，当打点计时器打点“”时，重锤动能的表达式为______ ；从“”点到“”点的中重锤重力势能的减少量表达式为______ 已知打点计时器的打点周期为，重锤质量为，重力加速度为
【答案】
；；
【解析】解：、实验中为了减小阻力的影响，重锤选用体积较小，质量较大的重锤．故A正确，B错误．
C、打点计时器应固定在竖直平面内．故C正确．
D、应先接通电源后释放纸带．故D错误．
故选：．
点的瞬间速度，动能为
则重力势能的减小量为．
故答案为：；，．
在实验中，为了减小实验的误差，重锤选择质量大、体积小的，应先接通电源，再释放纸带．
本实验需要验证的是重力势能的减小量和动能的增加量是否相等，根据下落的高度求出重力势能的减小量，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出瞬时速度的大小，从而求出动能的增加量
解答实验问题的关键是明确实验原理，熟练应用物理基本规律，因此这点在平时训练中要重点加强
如图所示，沿水平方向喷出的细水流的数码相片，照片中刻度尺的最小分度是。当地的重力加速度为，试根据该照片研究：
水流离开喷嘴时的速度大小为______。
水高开喷嘴，运动到位置时，水流速度跟水平方向夹角的正切为______。
【答案】
【解析】解：在轨迹上取水平位移相等的三个点、、，如图所示。
细水在竖直方向做自由落体运动，根据可知
由图知、间竖直高度，、间竖直高度，
解得
水平方向做匀速直线运动，则初速度为
平抛运动末速度的反向延长线必过水平位移中点，所以水流速度跟水平方向夹角的正切为
故答案为：。
在轨迹上取水平位移相等的三个点、、，根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔，再根据水平位移和时间求出初速度。
根据平抛运动的推论：平抛运动末速度的反向延长线必过水平位移中点，来求水流速度跟水平方向夹角的正切。
解决本题的关键要掌握平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和推论灵活求解。
“玉兔号”月球车与月球表面的第一次接触实现了中国人“奔月”的伟大梦想。“玉兔号”月球车在月球表面做了一个自由下落试验，测得物体从静止自由下落高度的时间为，已知月球半径为，自转周期为，引力常量为。求：
月球表面重力加速度；
月球的质量和月球的第一宇宙速度；
月球同步卫星离月球表面高度。
【答案】
解：由自由落体运动规律有：，所以有：。
月球的第一宇宙速度为近月卫星的运行速度，根据重力提供向心力，
所以：
在月球表面的物体受到的重力等于万有引力，
所以
月球同步卫星绕月球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，
解得。
答：月球表面重力加速度为；
月球的质量和月球的第一宇宙速度为；
月球同步卫星离月球表面高度为。
【解析】根据自由落体运动的规律求出月球表面的重力加速度；
根据重力提供向心力计算月球的第一宇宙速度；
根据月球表面的物体受到的重力等于万有引力计算月球的质量；月球同步卫星绕月球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力求解月球同步卫星离月球表面高度。
解决本题的关键掌握万有引力提供向心力和万有引力等于重力这两个理论，并能灵活运用。本题重点是利用好月球表面的自由落体运动，这种以在星球表面自由落体，或平抛物体，或竖直上抛物体给星球表面重力加速度的方式是比较常见的。
质量为的物体固定在长为的轻杆一端，杆可绕过另一端点的水平轴在竖直平面内转动。求：
当物体在最高点的速度为多大时，杆对物体的作用力为零；
当物体在最高点的速度为时，杆对物体的作用力；
当物体在最高点的速度为时，杆对物体的作用力。
【答案】
解：由题意可知，物体的质量，轻杆的长度
当物体在最高点对杆的作用力为零时，重力提供向心力，设此时物体的速度大小为，
对物体，由牛顿第二定律得：
代入数据解得：
当物体速度时，设轻杆对物体的作用力大小为，方向竖直向下，
对物体，由牛顿第二定律得：
代入数据解得：，方向竖直向下
当物体速度时，设轻杆对物体的作用力大小为，方向竖直向上，
对物体，由牛顿第二定律得：
代入数据解得：，方向竖直向上
答：当物体在最高点的速度为时，杆对物体的作用力为零；
当物体在最高点的速度为时，杆对物体的作用力大小是，方向竖直向下；
当物体在最高点的速度为时，杆对物体的作用力大小是，方向竖直向上。
【解析】见答案
如图所示，一长、不可伸长的轻绳上端悬挂于点，下端系一质量的小球，是一竖直固定的圆弧形轨道，半径，与竖直方向的夹角。现将小球拉到点保持绳绷直且水平由静止释放，当它经过点时绳恰好被拉断，小球平抛后，从圆弧轨道的点沿切线方向进入轨道，刚好能到达圆弧轨道的最高点，重力加速度取，求：
小球到点时的速度大小；
轻绳所受的最大拉力大小；
小球在圆弧轨道上运动时克服阻力做的功。
【答案】
解：小球从到的过程，由动能定理得
解得
小球在点时，由牛顿第二定律和向心力公式得
解得
由牛顿第三定律可知，轻绳所受最大拉力大小为
小球从到做平抛运动，从点沿切线进入圆轨道，由平抛运动规律可得
小球在点的速度大小
解得
小球刚好能到达点，则
解得
小球从点到点，由动能定理得
代入数据，解得
答：
小球到点时的速度大小是；
轻绳所受的最大拉力大小是；
小球在圆弧轨道上运动时克服阻力做的功是。
【解析】见答案
第2页，共2页
