湖北省沙市中学2016-2017学年湖北省沙市中学高三（上）第三次考试物理试卷

2016-2017学年湖北省沙市中学高三（上）第三次考试物理试卷

参考答案与试题解析

一、选择题．（本题共14小题，每小题4分，共56分．1～10题为单选，11～14为多选，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分．）

1．（2016秋湖北校级月考）如图所示，A是主动轮，B是从动轮，它们通过不打滑的皮带转动，轮的转动方向见图．在B轮上带有负载，P、Q分别是两轮边缘上的点，则关于P、Q所受的摩擦力的判断正确的是（ ）

A．P所受的是静摩擦力，方向向上

B．P所受的是滑动摩擦力，方向向下

C．Q所受的是静摩擦力，方向向下

D．Q所受的是滑动摩擦力，方向向上

【考点】摩擦力的判断与计算．

【分析】P所在的为主动轮，即轮子带着传送带运动，故传送带相对轮子由向后运动的趋势，Q所在的轮子为从动轮，即轮子是在传送带的带动下运动的，故可知摩擦力方向．

【解答】解：A、P点位置在与主动轮接触的皮带上，轮子带着传送带运动，故传送带相对轮子有向上运动的趋势，但没有相对滑动；故P点受到的是静摩擦力；P受到的摩擦力方向向上；故A正确，B错误；

C、Q点位置在与从动轮接触的皮带上，轮子是在传送带的带动下运动的，没有打滑，故受到的也是静摩擦力，因皮带向上的运动，故Q相对于皮带有向下的运动趋势；故Q受到的摩擦力方向向上；故CD错误．

故选：A．

【点评】摩擦力方向判定就是要判定物体间的相对运动，涉及到的主动轮和从动轮是个难点，这个要分清主动轮是轮子带动皮带，从动轮是皮带带动轮子，这样就可以判定相对运动，进而确定摩擦力方向．

2．（2016秋湖北校级月考）如图所示，A、B两长方体木块放在粗糙水平地面上，它们高度相等，长木块C放在它们上面，用水平力F拉木块A，使A、B、C一起沿水平面向右匀速运动，则（ ）

A．地对B的摩擦力向右 B．C对A的摩擦力向右

C．B对C的摩擦力向右 D．C对B的摩擦力向右

【考点】摩擦力的判断与计算．

【分析】两个物体相互接触，并在接触面上有一个运动趋势，此时在接触面上就会产生一个阻碍物体运动的力，该力就是摩擦力，即摩擦力的方向一定与物体运动趋势方向相反．

【解答】解：由于用水平力F拉木块A，使A、B、C一起沿水平面向右匀速运动，即若把ABC看做一个整体，即该整体向右运动，故该整体所受的摩擦力是向左的；

对于C来说，是由于A的摩擦力导致C向右运动，故A对C的摩擦力是向右的，据物体间力的作用是相互的，所以C对A的摩擦力是向左的；对于C和B来说，B是在C的摩擦力的作用下向右运动，故C对B的摩擦力是向右的，同理，B对C的摩擦力是向左的．故D正确，ABC错误．

故选：D．

【点评】解答本题应知道摩擦力的方向始终与物体相对运动趋势的方向相反，且在此题中，物块B、C之所以运动是由于摩擦力的造成的；由此可以证明摩擦力可以与物体的运动方向相同．

3．（2016春石嘴山校级期末）如图，重力都是G的A、B两条形磁铁，叠放在水平木板C上，静止时B对A的弹力为F₁，C对B的弹力为F₂，则（ ）

A．F₁=G，F₂=2G B．F₁＞G，F₂＞2G C．F₁＞G，F₂＜2G D．F₁＞G，F₂=2G

【考点】物体的弹性和弹力；作用力和反作用力．

【分析】以A为研究对象，研究B对A的弹力为F₁与重力的关系．以整体为研究对象，研究C对B的弹力为F₂与总重力2G的关系．

【解答】解：以A为研究对象，A受到竖直向下重力G、B对A竖直向下的引力F_引和B对A竖直向上的弹力为F₁，由平衡条件得：G+F_引=F₁，得F₁＞G．

再以整体为研究对象，整体受到重力2G和C对B的弹力F₂，由平衡条件得知，F₂=2G．故ABC错误，D正确．

故选：D

【点评】本题采用隔离法和整体法研究两个物体的平衡问题，运用整体法时，由于不分析内力，比较简便；但若要研究物体之间的相互作用时应采用隔离法．

4．（2016秋湖北校级月考）如图所示，物体A、B和C叠放在水平桌面上，水平力为F_b=5N，F_c=10N分别作用于物体B、C上，A、B和C仍保持静止．以F_f1、F_f2、F_f3分别表示A与B、B与C、C与桌面的静摩擦力的大小，则（ ）

A．F_f1=5 N，F_f2=0 N，F_f3=5N B．F_f1=5 N，F_f2=5 N，F_f3=0

C．F_f1=0 N，F_f2=10 N，F_f3=5N D．F_f1=0 N，F_f2=5 N，F_f3=5N

【考点】共点力平衡的条件及其应用；摩擦力的判断与计算．

【分析】以a为研究对象，根据平衡条件求出b对a的静摩擦力大小．以ab整体为研究对象，求解c对b的静摩擦力大小．以三个物体整体为研究对象，根据平衡条件求解桌面对c的静摩擦力大小．

【解答】解：以A为研究对象，根据平衡条件得到：B对A的静摩擦力大小F_f1=0，否则a水平方向所受的合力不为零，不能保持平衡．以AB整体为研究对象，根据平衡条件得到：F_f2=F_B=5N．再以三个物体整体为研究对象，根据平衡条件得：F₃=F_c﹣F_B=10N﹣5N=5N，方向水平向左．所以F_f1=0，F_f2=5N，F_f3=5N．

故选：D

【点评】本题是三个物体的平衡问题，物体较多，研究对象要灵活选择，也可以就采用隔离法研究．注意对A的受力分析是本题中的易错点，要明确A处于平衡状态下，水平方向没有外力，因此不受B的摩擦力，可以用假设法分析，帮助理解．

5．（2016秋湖北校级月考）在验证牛顿第二定律的实验中，若保持砂桶和砂子的总质量不变，改变小车内砝码的总质量时，利用纸带上的数据可以算出小车的速度，取其中两次实验的结果作出小车的速度图线，如图所示．前后两次小车与砝码的总质量分别为M₁和M₂，则M₁和M₂的关系为（ ）

A．M₁＞M₂ B．M₁＜M₂ C．M₁=M₂ D．三者都可能

【考点】验证牛顿第二运动定律．

【分析】速度时间图象的斜率表示加速度，再根据牛顿第二定律分析即可．

【解答】解：速度时间图象的斜率表示加速度，根据图象可知，a₁＞a₂，

保持砂桶和砂子的总质量不变，则合力不变，

根据牛顿第二定律得：

M=，所以M₁＜M₂．

故选：B

【点评】本题的关键是根据速度时间图象得出加速度的大小关系，再结合牛顿第二定律分析，难度不大，属于基础题．

6．（2006秋杭州期中）如图所示，通过空间任意一点A可作无限多个斜面，如果自A点分别让若干个小物体由静止沿这些倾角各不相同的光滑斜面同时滑下，那么在某一时刻这些小物体所在位置所构成的面是（ ）

A．球面 B．抛物面 C．水平面 D．无法确定

【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系．

【分析】结合牛顿第二定律和位移时间公式求出经过相同时间内各个物体的位移，通过几何关系确定这些物体所在位置构成的面的形状．

【解答】解：设轨道与竖直方向的夹角为θ，根据牛顿第二定律，物体的加速度a=，所有小物体在相等时间内的位移x=，由图可知，为直径的长度，通过几何关系知，某一时刻这些小物体所在位置构成的面是球面．故A正确，B、C、D错误．

故选A．

【点评】本题综合考查了牛顿第二定律和运动学公式的运用，对数学几何能力的要求较高，需加强这方面的训练．

7．（2009秋洛阳期末）在一根轻绳的上、下两端各拴一个小球，一人用手拿住上端的小球站在某高台上，放手后小球自由下落，两小球落地的时间差为ts．如果将它们开始下落的高度提高一些，用同样的方法让它们自由下落，不计空气阻力，则两小球落地的时间差将（ ）

A．减小 B．增大 C．不变 D．无法判定

【考点】自由落体运动．

【分析】不论站在何处释放，一球落地后，另一球运动的位移总等于绳长L，根据L=v₀t+gt²，求出两球落地的时间差的变化．

【解答】解：设细线的长度为L，第一个小球着地后，另一个小球运动的位移为L，在L内运行的时间，即为两球落地的时间差，第一个球着地的速度为另一个小球在位移L内的初速度．

高度越高，落地的速度越大，知高度越高，另一个小球在位移L内的初速度越大，

根据L=v₀t+gt²，初速度越大，时间越短．所以△t＞△t′．故A正确，BCD错误．

故选：A．

【点评】解决本题的关键通过一球落地后，另一球运动的位移不变，等于绳子的长度，根据初速度的大小，判断出两球落地的时间差的变化．

8．（2016秋湖北校级月考）质量为m₁和m₂的两个物体，由静止开始从同一高度下落，运动中所受阻力分别为f₁和f₂，如果物体m₁先落在地面，那是因为（ ）

A．m₁＞m₂ B．f₁＜f₂

C．＜ D．m₁g﹣f₁=m₂g﹣f₂

【考点】牛顿第二定律．

【分析】如果物体m₁先落到地面，说明m₁的物体下落加速度较大，根据牛顿第二定律列式判断f₁和f₂的关系．

【解答】解：根据牛顿第二定律有：

m₁g﹣f₁=m₁a₁ 得：a₁=g﹣

m₂g﹣f₂=m₂a₂ 得：a₂=g﹣

由题意应该有：a₁＞a₂

则可得：＜

故选：C．

【点评】本题考查牛顿第二定律的应用，牛顿第二定律的一般应用步骤是：1、受力分析，2、根据F_合=ma列方程，3、求解未知量．

9．（2016秋湖北校级月考）如图所示，物块M位于斜面上，受到平行于斜面的水平力F的作用处于静止状态，如果将外力F撤去，则物块（ ）

A．会沿斜面下滑 B．摩擦力大小变小

C．摩擦力大小变大 D．摩擦力大小不变

【考点】共点力平衡的条件及其应用；摩擦力的判断与计算．

【分析】将物体的重力分解为沿斜面方向和垂直于斜面方向两个分力．将物体受到的力分为斜面平面和垂直于斜面平面两个平面进行研究，根据平衡条件求出未撤去F前物体所受的摩擦力，确定最大静摩擦力的范围，再分析撤去F后摩擦力的方向及大小．

【解答】解：A、未撤去F前，将物体的重力分解为沿斜面方向和垂直于斜面方向两个分力，在斜面方向的分力大小为mgsinα，方向沿斜面向下，作出物体在斜面平面内的受力情况如，由平衡条件得：摩擦力应与拉力与重力分力的合力平衡；如图所示：

摩擦力：f=，f的方向与F和mgsinα合力方向相反．

所以物体受到的最大静摩擦力：f_m≥，

撤去F后，物体对斜面的压力没有变化，所以最大静摩擦力也没有变化，此时mgsinα＜f_m，故物体不会沿斜面下滑．选项A错误；

BCD、由平衡条件得，撤去F后，摩擦力大小为f′=mgsinα＜f，即摩擦力变小．故B正确，CD错误．

故选：B．

【点评】本题将物体受到的力分为两个平面进行研究：垂直于斜面的平面和斜面平面，利用在任何一平面内物体的合力都为零求解摩擦力．

10．（2006南开区三模）在足够大的光滑水平面上放有两质量相等的物块A和B，其中A物块连接一个轻弹簧并处于静止状态，B物体以初速度v₀向着A物块运动．当物块与弹簧作用时，两物块在同一条直线上运动．请识别关于B物块与弹簧作用过程中，两物块的v﹣t图象正确的是（ ）

A． B． C． D．

【考点】动量守恒定律；匀变速直线运动的图像．

【分析】以两物体及弹簧作为整体分析，对整体由动量守恒及弹簧状态的变化可知两物体的速度变化及加速度的变化，即可得出速度图象．

【解答】解：碰后时B速度减小，A的速度增大，而由于弹力增大，故A、B的加速度均增大；

而在弹簧到达最短以后，继续B速度减小，A的速度增大，因弹簧开始伸长，故两物体受力减小，故加速度减小；

由图可知，正确图象应为D．

故选：D．

【点评】本题解题的关键在于分析在碰撞过程中弹簧弹力的变化，从而找出加速度的变化；结合速度变化即可得出正确的图象．

11．（2015安徽三模）地球赤道上有一物体随地球的自转而做圆周运动，所受的向心力为F₁，向心加速度为a₁，线速度为v₁，角速度为ω₁；绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星（高度忽略）所受的向心力为F₂，向心加速度为a₂，线速度为v₂，角速度为ω₂；地球同步卫星所受的向心力为F₃，向心加速度为a₃，线速度为v₃，角速度为ω₃；地球表面重力加速度为g，第一宇宙速度为v．若三者质量相等，则（ ）

A．F₁=F₂＞F₃ B．a₁=a₂=g＞a₃ C．v₁=v₂=v＞v₃ D．ω₁=ω₃＜ω₂

【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．

【分析】题中涉及三个物体：地球赤道上有一随地球的自转而做圆周运动物体1、绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星2、地球同步卫星3；物体1与人造卫星2转动半径相同，物体1与同步卫星3转动周期相同，人造卫星2与同步卫星3同是卫星，都是万有引力提供向心力；分三种类型进行比较分析即可．

【解答】解：A、根据题意三者质量相等，轨道半径r₁=r₂＜r₃

物体1与人造卫星2比较，由于赤道上物体受引力和支持力的合力提供向心力，而近地卫星只受万有引力，故F₁＜F₂ ，故A错误；

B、由选项A的分析知道向心力F₁＜F₂ ，故由牛顿第二定律，可知a₁＜a₂，故B错误；

C、由A选项的分析知道向心力F₁＜F₂ ，根据向心力公式F=m，由于m、R一定，故v₁＜v₂，故C错误；

D、同步卫星与地球自转同步，故T₁=T₃，根据周期公式T=2π可知，卫星轨道半径越大，周期越大，故T₃＞T₂，再根据ω=，有ω₁=ω₃＜ω₂，故D正确；

故选D．

【点评】本题关键要将物体1、人造卫星2、同步卫星3分为三组进行分析比较，最后再综合；一定不能将三个物体当同一种模型分析，否则会使问题复杂化．

12．（2016秋湖北校级月考）如图所示，两个内壁光滑、半径不同的半球形碗，放在不同高度的水平面上，使两碗口处于同一水平面．将质量相同的两小球（小球半径远小于碗的半径）分别从两个碗的边缘由静止释放，当两球分别通过碗的最低点时（ ）

A．两小球的向心加速度大小相等

B．两小球对碗的压力大小不相等

C．两小球的动能相等

D．两小球机械能相等

【考点】机械能守恒定律．

【分析】两小球下滑的过程中，均只有重力做功，故机械能守恒，由机械能守恒定律可得出小球在碗底的动能和速度；由向心力公式分析小球对碗底的压力大小．

【解答】解：AD、两小球下滑过程中，只有重力做功，故机械能均守恒，初始时两球位于同一水平面上，且动能都为零，则初始时机械能相等，下滑的过程中各自的机械能不变，所以两球到达底部时，两球的机械能一定相等．

对任一小球，由机械能定恒可知 mgr=，解得：v=．小球通过碗的最低点时，向心加速度为 a==2g，可知，两小球的向心加速度大小相等，故AD正确．

B、在碗底，由牛顿第二定律有 F﹣mg=m，可得，F=3mg，两球受碗的支持力相等，故两球球对碗的压力相等，故B错误．

C、动能：E_k=mgr，故两小球的动能不相等，故C错误．

故选：AD

【点评】本题关键是对小球下滑过程运用机械能守恒定律列式求速度，再对小球经过碗底时，合力充当向心力列式求解支持力．本题的结果最好在理解的基础上记住：F与半径无关．

13．（2015春乐清市校级期末）一个初速度为6m/s做直线运动的质点，受到力F的作用，产生一个与初速度方向相反、大小为2m/s²的加速度，当它的位移大小为3m时，所经历的时间可能为（ ）

A．（3+）s B．（3﹣）s C．（3+2）s D．（3﹣2）s

【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系．

【分析】物体做减速运动，当位移大小为3m时，可能发生反向运动也可能没有，故存在两种情况，根据匀变速直线运动的位移时间公式x=v₀t+求解；

【解答】解：根据运动学公式s=v₀t+at²

选初速度方向为正方向，代入数据有：3=6t﹣t²

解得：t₁=（3+）s，t₂=（3﹣）s，

﹣3=6t﹣t²

解得：t₁=（3+2）s，t₂=（3﹣2）s（舍去），

故ABC正确，D错误．

故选：ABC．

【点评】弄清物体运动过程，然后根据正确物理规律求解，注意根据数学方程求出的结果要符合实际情况．

14．（2015孝感校级模拟）如图所示，某人从高出水平地面h的坡上水平击出一个质量为m的高尔夫球，由于恒定的水平风力的作用，高尔夫球竖直地落入距击球点水平距离为L的A穴，则（ ）

A．该球从被击出到落入A穴所用时间为

B．该球从被击出到落入A穴所用时间为

C．球被击出时的初速度大小为L

D．球被击出时的初速度大小为L

【考点】平抛运动．

【分析】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据高度求出运动的时间，根据水平位移求出初速度的大小．

【解答】解：AB、高尔夫球做平抛运动，设高尔夫球飞行时间为t，则有：h=gt²，所以：t= 故A正确，B错误；

CD、小球水平飞行距离为：L=v₀t，则有：v₀==L 故C错误，D正确．

故选：AD

【点评】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，结合运动学公式进行求解．

二．实验题（本大题共2题，总分12分）

15．（2016秋湖北校级月考）如图所示，在“研究平抛物体的运动”的实验时，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长l，重力加速度为g．若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度为v₀= ，小球过b点的速率为 ．（均用l、g表示）

【考点】研究平抛物体的运动．

【分析】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，结合水平位移和时间间隔求出初速度．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b点的竖直分速度，结合平行四边形定则求出小球过b点的速率大小．

【解答】解：在竖直方向上，根据△y=l=gT²得，T=，

则小球平抛运动的初速度．

b点的竖直分速度，

根据平行四边形定则知，小球经过b点的速率=．

故答案为：，．

【点评】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，结合运动学公式和推论灵活求解，难度不大．

16．（2016春晋江市校级期末）某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动物体的加速度，电源频率f=50Hz，在纸带上打出的点中，选出零点，每隔4个点取1个计数点．因保存不当，纸带被污染，如图所示，A、B、C、D是依次排列的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离：x_A=16.6mm、x_B=126.5mm、x_D=624.5mm．

若无法再做实验，可由以上信息推知：

（1）相邻两计数点的时间间隔为 0.1 s；

（2）打C点时物体的速度大小为 2.49 m/s；

（3）物体的加速度大小为 （用x_A、x_B、x_D和f表示）

【考点】测定匀变速直线运动的加速度．

【分析】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C点的瞬时速度，通过连续相等时间内的位移之差是一恒量求出物体运动的加速度大小．

【解答】解：（1）电源的频率为50Hz，知每隔0.02s打一个点，每隔4个点取1个计数点，可知相邻两计数点的时间间隔为0.1s．

（2）C点的瞬时速度等于BD段的平均速度，则=2.49m/s．

（3）根据，x_BD=x_D﹣x_B，x_AB=x_B﹣x_A，

则a==．

故答案为：（1）0.1 （2）2.49 （3）．

【点评】解决本题的关键掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度和加速度，关键是匀变速直线运动两个重要推论的运用．

三．计算题（本题共4小题，共42分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．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．）

17．（2016秋湖北校级月考）相距为d=20m的两个小球A、B沿同一直线同时向右做直线运动，如图，A球以v₁=2m/s的速度做匀速运动，B球以大小为a=2.5m/s²的加速度做匀减速运动，求B球的初速度v₀ 多大时，B球恰能追上A球．

【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系．

【分析】B球恰能追上A球的临界情况是速度相等时，B球恰好追上A球，结合速度公式和位移公式，抓住位移关系求出B球的初速度．

【解答】解：B球恰能追上A球，即追上时，A、B的速度恰好相等．故有：v₁=v₀﹣at ①

②

代入数据解得：v₀=12m/s．

答：B球的初速度为12m/s时，B球恰能追上A球．

【点评】本题考查了运动学中的追及问题，关键抓住位移关系，结合临界状态，运用运动学公式灵活求解，难度不大．

18．（2016秋湖北校级月考）如图所示，一个均匀的金属球夹在光滑的竖直平面和倾角为45°的光滑斜面之间匀速下落，同时斜面体匀速向右运动，已知斜面体重为G₂，它与水平地面之间的动摩擦因数为μ，求金属球重G₁？

【考点】共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力．

【分析】先隔离金属球受力分析，受重力和两个支持力，根据平衡条件列式求解支持力；再对斜面体受力分析，根据平衡条件并结合正交分解法列式求解．

【解答】解：取球为研究对象，受力分析：

得：F_N2=G₁

对斜面整体受力分析，如图所示：

根据平衡条件，水平方向，有：F_f=F_N2′cos45°=F_N2′，

根据牛顿第三定律：F_N2′=F_N2=G₁，

根据滑动摩擦定律，有：F_f=μF_N=μ（G₂+ F_N2′），

联立解得：，

答：金属球重G₁为．

【点评】本题是力平衡问题，关键是采用合成法或者正交分解法列式求解；

注意：求解平衡问题关键在于对物体正确的受力分析，不能多力，也不能少力，对于三力平衡，如果是特殊角度，一般采用力的合成、分解法，对于非特殊角，可采用相似三角形法求解，对于多力平衡，一般采用正交分解法．

19．（2006广东）宇宙中存在一些离其它恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统，通常可忽略其它星体对它们的引力作用．已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为R的圆轨道上运行；另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行．设每个星体的质量均为m．

（1）试求第一种形式下，星体运动的线速度和周期．

（2）假设两种形式星体的运动周期相同，第二种形式下星体之间的距离应为多少？

【考点】万有引力定律及其应用；牛顿第二定律．

【分析】明确研究对象，对研究对象受力分析，找到做圆周运动所需向心力的来源．

【解答】解：（1）在第一种形式下：三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为R的圆轨道上运行；

其中边上的一颗星受中央星和另一颗边上星的万有引力提供向心力．

+=m

v=

T==4πR ①

（2）另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行，

由万有引力定律和牛顿第二定律得：

2cos30°=m ②

有①②解得：l=R．

答：（1）试求第一种形式下，星体运动的线速度为，周期为4πR．

（2）假设两种形式星体的运动周期相同，第二种形式下星体之间的距离应为R．

【点评】万有引力定律和牛顿第二定律是力学的重点，在本题中有些同学找不出什么力提供向心力，关键在于进行正确受力分析．

20．（2016秋湖北校级月考）停在光滑水平面上的质量为M=2kg的小车B的最左端放有一质量为m=2kg的物块A，已知小车B平顶长L=4m，物块与小车间的动摩擦因数为0.2，g取10m/s²，现给物块A一水平的瞬时冲量使其获得一向右的初速度v₀．

（1）若物块刚好能滑到小车的最右端，求物块获得的初速度v₀；

（2）若物块的初速度v₀=10m/s，其他条件不变，为使物块不滑离小车，可在物块获得初速度的时刻开始，在小车B上加一水平向右的持续作用的恒力F，求恒力F的值．

【考点】动量守恒定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系；牛顿运动定律的综合应用．

【分析】（1）根据能量守恒定律，当A恰好不滑出小车时，两者速度相等，恰好到达小车的另一端，结合动量守恒定律和能量守恒定律求出物块获得的初速度v₀．

（2）对小车研究，根据牛顿第二定律与运动学的方程即可求出．

【解答】解：（1）当A恰好不滑出小车时，两者速度相等，恰好到达小车的另一端，由于小车在水平方向受到的合力是哦，满足动量守恒定律，取向右为正方向，则：

mv₀=（m+M）v

得：

小车的位移：

滑块的位移：

由于：x₂﹣x₁=L

滑块的加速度： ①

小车的加速度： m/s²

又：v=a₂t

联立以上方程得： m/s；

（2））若物块的初速度v₀=10m/s，其他条件不变，则由于滑块的速度大于小车的速度，滑块仍然做减速运动，加速度不变；

为使物块不滑离小车，当滑块与小车的速度相等时，它们位移的差是L，即：

x₂′﹣x₁′=L ②

设经历的时间是t′，则： ③

小车的加速度为： ④

速度关系：v₀﹣a₁t′=a₂′t′⑤

小车的位移： ⑥

联立①②③④⑤⑥得：t′=0.8s，F=8.5N

答：（1）若物块刚好能滑到小车的最右端，物块获得的初速度是m/s；

（2）若物块的初速度v₀=10m/s，其他条件不变，恒力F的值是8.5N．

【点评】本题综合考查了动量守恒定律、能量守恒定律和动量定理，综合性较强，关键抓住临界状态，恰好不滑出时，速度相等，正好滑到小车的另一端．