江西省五校2022-2023高一下学期4月直升班联考物理试卷(含解析)

江西省五校 2022—2023 学年下学期高一直升班联考答案
1—7 DDCACCD 8—10 AD BD BC
1.【分析】x﹣t图像的斜率表示速度,根据图像斜率的变化分析乙车速度的变化。乙车做匀变速直
线运动,合外力不变。根据图像的斜率求出 t=2s时乙车的速度,读出 0~2s内乙车的位移,
由位移等于平均速度与时间的乘积求解乙车的初速度大小,再求乙车的加速度大小。
【解答】解:A、根据 x﹣t图像的斜率表示速度,知乙车的速度越来越小,故 A错误;
B、乙车做匀变速直线运动,合外力不变,故 B错误;
C、t=2s时乙车的速度 v= = m/s=1m/s。0~2s内乙车的位移为 x=6m﹣2m=4m,由
x= t,解得乙车的初速度大小为 v0=3m/s,故 C错误;
D、乙车的加速度为 a= = m/s2=﹣1m/s2,加速度大小为 1m/s2,故 D正确。
故选:D。
2.【解答】解:对左下方灯笼的上方结点分析,受到三段细绳的拉力,其中下方细绳拉力等于
灯笼的重力,受力情况如图 1所示;
根据平衡条件可得水平绳子上的拉力为:T= ;
对左侧两个灯笼整体分析,受到重力、两边细绳的拉力,
如图 2所示;
根据平衡条件可得水平绳子上的拉力为:T= ;
联立解得:tanθ1=2tanθ2,故 D正确、ABC错误。
故选:D。
3.【解答】解:A、竖直虚线为一簇等势线,平行等距,相邻两等势线之间的电势差相等,结合等
势线的特点可知该电场为匀强电场,各点的电场强度是相等的;粒子沿竖直方向做竖直上抛运
动,由运动的对称性可知,粒子上升的时间与下降的时间相等;粒子沿水平方向做初速度为零
的匀加速直线运动,在连续相等的时间内沿水平方向的位移之比为 1:3,即M与 N之间的水
平距离是M与 O之间的水平距离的 4倍;由W=qEd可知,由M到 O过程电场力做功 6.0J,
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则沿水平方向粒子从M点到 N点的过程中电场力做功为 24J,故 A错误;
B、粒子从M点到 O点的运动过程中重力做功为﹣4J,电场力做功为 6J,重物外力做的总功等
于 2J,由动能定理可知,粒子的动能增加 2J,所以粒子在M 点的动能比在 O点的动能少 2J,
故 B错误;
C、粒子从M 到 N电场力做功为 24J,则粒子在 N点的机械能比在M 点的机械能多 24J,故 C
正确;
D、M 与 N在同一水平线上,则粒子从 M到 N重力做的总功为零,粒子在M 点沿竖直方向的
速度大于零,所以粒子在 N点的动能大于 24J,故 D错误。
故选:C。
4.【解答】解:由题意可知,弹出后小球做平抛运动,到管口M时的速度方向沿直管方向,根据
平抛运动特点,做平抛运动的物体任意时刻速度方向的反向
延长线交此前水平位移于中点,如图所示
根据几何关系得 x=2(H﹣h)
小球在竖直方向做自由落体运动,可得小球从 O到 M 的运动
时间为
水平方向匀速运动有
代入数据解得:x=1.6m,v0=4m/s
故 A正确,BCD错误;
故选:A。
5.【解答】解:A.空间站绕地球轨道半径 r=R+h,周期 T,空间站线速度大小
故 A错误;
B.万有引力提供向心力

故 B错误;
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C.地球的万有引力等于地球表面重力:

故 C正确;
D.由向心加速度公式,空间站向心加速度大小
故 D错误。
故选:C。
6.【解答】解:A、当牵引力等于阻力时,速度达到最大值,由图有:Pm=Fvm=fvm,得 f= ,
故 A错误;
B、汽车做匀加速运动的牵引力最大,由牛顿第二定律得:Fmax﹣f=m ,解得汽车的最大牵
引力:Fmax= + ,故 B错误;
C、汽车车速为 v2时,汽车的牵引力为 F2= ,由牛顿第二定律得:F2﹣f=ma,解得:a=
﹣ ,故 C正确;
D、汽车车速从 v1增大到 vm的过程中,设牵引力做功为W,此过程中汽车的位移为 s,根据动
能定理得:W﹣fs= ,可知W> ,故 D错误。
故选:C。
7.【解答】解:A.物块与地面滑动摩擦力 f=μmg=0.1×2×10N=2N
0~3s,以 F方向为正方向,根据动量定理:(F﹣f)t3=mv3
解得 v3=3m/s
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3s后 F反向,根据牛顿第二定律,物块加速度
物块做匀减速运动,运动时间
4s末速度为零,之后反向加速,根据牛顿第二定律,物块加速度
6s末速度 v6=a'(t6﹣t4)=1×(6﹣4)m/s=2m/s
根据动能公式,6s末物块动能
故 A错误;
B.4s末速度为零,之后反向运动,故 4 s 末物块离初始位置距离最远,故 B错误;
C.0~6 s,根据动能定理:W 合=Ek6,解得W 合=4J
故 C错误;
D.0~3s,位移大小
3s~4s位移大小为
4s~6s位移大小为
0~3s、4s~6s水平力 F做正功,3s~4s水平力 F做负功
0~6s水平力 F做的功为W=F(x1+x3﹣x2)=4×(4.5+2﹣1.5)J=20J
故 D正确。
故选:D。
8【解答】解:A、A球在最高点所受弹力为零时,只有重力提供向心力 mg=m
解得:v=
当 v0=2 时,假设 A球上升到最高点过程中外轨道对 A球有弹力,则满足机械能守恒
=mgR+
解得:vA= ,说明假设成立;
根据牛顿第二定律 FA+mg=m
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得 FA=mg
B球到最低点过程,由机械能守恒和牛顿第二定律 +mgR=
FB﹣mg=m
得 FB=7mg
根据牛顿第三定律可知球 A通过最高点和球 B通过最低点时对轨道的压力差为ΔF=FB﹣FA=
7mg﹣mg=6mg,故 A正确;
B、因为两球在碰前是与外轨道接触,机械能没有减少,第一次碰撞前瞬间,A球机械能等于 B
球机械能,故 B错误;
C、假设内轨道光滑,使 A球恰好到达最高点时,根据机械能守恒 mgR=
解得:v'=
当 v0= 时,A,B两球无法到达最高点,A球上升到某一高度后先返回,B球达到同样的高
度后再返回,所以第一次碰撞不会在最低点,故 C错误;
D、当 v0= 时,两球在上半圆与内轨道接触时,相同高度的速度大小相等,故所受到的摩擦
力是等大的,可知机械能损失也一样多,两球一定是在下半圆轨道上相碰,并且在两者相碰时一
定在相同的高度,则此时的速度是等大反向的。设为 v3,根据动量守恒定律和机械能守恒定律
有:mv3﹣mv3=mvA'+mvB'
2 = +
解得 vA'=﹣vB',即第一次碰撞后瞬间两球的速度是等大、反向的,故 D正确。
故选:AD。
9.【解答】解:物块 B的合力等于 A对 B的摩擦力,而物块 B与长木板 A之间的最大静摩擦力等
于滑动摩擦力,所以 B的加速度最大值为:am= =μg=0.2×10m/s2=2m/s2,以 A、B为整
体,当 A、B保持相对静止一起加速运动的最大加速度就等于 am,此时 F的值即为使 A、B保持相
对静止的最大的 F值(设为 F0),根据牛顿第二定律可得:F0=(mA+mB)am
解得:F0=10N。
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A、因 F=4N<F0=10N,故 A、B可以保持相对静止一起加速运动,以 A、B为整体,根据牛
顿第二定律可得:F=(mA+mB)a
以 B为对象,根据牛顿第二定律可得:f=mBa
联立解得:f=1.6N,可知 B受到 A的摩擦力为 1.6N,方向水平向右,故 A错误;
B、F=10N时,恰好等于 F0,可知 A、B之间不会发生相对滑动,故 B正确;
C.因 F=12N>F0=10N,故 A、B发生相对滑动,以 B为对象,根据牛顿第二定律可得:μmBg
=mBaB
解得 B的加速度大小为: ,故 C错误;
D.同理可知,A、B发生相对滑动,以 A为对象,根据牛顿第二定律可得:F﹣μmBg=mAaA
解得 A的加速度大小为: ,故 D正确。
故选:BD。
10.【解答】解:A、乙图所示的运动过程中,弹簧被压缩,物体 A、B的机械能一部分转化为弹簧
的弹性势能,因此物体 A、B组成的系统机械能不守恒,故 A错误;
BCD、设物体 A的质量为M。甲图中,物体 A压缩弹簧,最大压缩量为 x时,A的动能全部转
化为弹簧的弹性势能,设为 EP,则机械能守恒定律有 。
乙图中,物体 A以 3v0的速度向右压缩弹簧过程中,A、B和弹簧组成的系统动量守恒,当二者
共速时,弹簧达到最大压缩量 x,此时弹簧的弹性势能最大。取向右为正方向,由动量守恒定律
有M 3v0=(M+m)v
水平面光滑,因此 A、 B 和弹簧组成的系统机械能守恒,由机械能守恒定律有
联立解得:M=8m, , ,故 BC正确,D错误。
故选:BC。
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11故答案为:(1)两光电门间的距离 x;(2) = ﹣ ;(3)0.196;
【解答】解:(1)很短时间内的平均速度等于瞬时速度,小车经过光电门 A时的速度大小:v1
= ,经过光电门 B时的速度大小:v2=
设 A、B两光电门间的距离为 x,设气垫导轨与水平面间的夹角为θ,
小车从光电门 A到光电门 B过程,由机械能守恒定律得:mgxsinθ=
由几何知识可知:sinθ= ,整理得: = ﹣ ,验证机械能守恒定律还需要测量值两
光电门间的距离 x。
(2)由(1)可知,实验需要验证的表达式是: = ﹣ 。
(3)滑块的质量 m=600g=0.600kg,L=1.5m,H=10cm=0.10m,两个光电门间的距离 x=50cm
=0.50m,
实验中重力势能的减少量△Ep=mgxsinθ= = J=0.196J。
12.A 60 0.1 -0.2 -0.2
13.【解答】解:(1)小滑块恰好能通过最高点 C,重力提供向心力,根据牛顿第二定律有:
代入数据解得:vC=2m/s 2分
对小滑块从 B到 C的过程,根据动能定理有:﹣mg×2R=
代入数据解得:
2分
在 B点,设小滑块受到的支持力大小为 FN,根据牛顿第二定律有:
代入数据解得:FN=6N 2分
根据牛顿第三定律可知小滑块对圆轨道最低处 B点的压力大小为 6N。 1分
(2)根据能量守恒定律可知,弹簧压缩至 A点时弹簧的弹性势能为
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Ep= +μmgL 2分
代入数据解得:Ep=5J 1分
14.【解答】解:(1)根据 E= 与矢量的叠加可知 B点的电场强度为 0,则小球在 B点的电
场力为 0,只受重力作用,根据牛顿第二定律有:m1g=m1a 2分
解得 a=g 1分
(2)已知释放瞬间小球加速度为 a'= ,则 m1g+k ﹣k =m1
2分
小球 S1的比荷 =
1分
(3)小球 S1仍从 A点静止释放,运动到 C点时,由于 A、C两点电势相等,
则 2m1gx0=
1分
与 S2发生弹性碰撞,规定向下为正方向,根据动量守恒定律结合能量守恒定律有:
m1v1=m1v2+m2v3 1分
= +
1分
碰后 S1恰能到达 B点
+q1( ﹣ )=m1gx0
解得 m2= m1 1分
另有一带电小球 S2悬停在 C点 m2g﹣k +k =0 1分
解得 q2=
所以 = 1分
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15(1) 2 0.1;(2)I.停在 D 端;Ⅱ.22m
(1)设 A与 B碰撞后共同速度为 vAB,碰撞后加速度为 aAB,长木板 C的加速度为 aC ,A与 B碰
撞动量守恒,有mAv0 (mA mB )vAB 1分
解得 vAB 8m/s 1分
将 AB当作整体由牛顿第二定律有 1(mA mB )g (mA mB )aAB 1分
对木块 C受力分析可得 1(mA mB )g 2 (mA mB mC )g mCaC 1分
1 2 1 2 l
设经过时间 t 刚好不碰撞,由运动学公式有vABt aABt aCt 1分2 2 2
vAB aABt v aCt 1分
联立代入数据解得 2 0.1 1分
(2)I.A、B与长木板 C滑动到共同速度,由动量守恒可得
(mA mB )vAB (mA mB mC )v共 1分
解得 v共 4m/s 1分
令 A、B在长木板上滑动的相对路程为 x,则由能量守恒可得
1 (m m )v2 1 2A B AB (mA mB mC )v共 1 (mA mB)gx 1分2 2
解得 x 20m 1分
x l因为 2l 1分
2
即 B刚好停在 D 端
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II、A、B的加速度为
a 1
(mA m B )gAB 1 g 0.8m/s
2
m 1分A mB
长木板的加速度为

a 1(mA mB )gC 0.8m/s
2
m 1分C
因为 A、B与 C碰撞时速度交换,在同一坐标系可得 A、B和长木板 C的速度—时间图像如(实线
为 A、B,虚线为长木板)
由图像可得 B运动的总路程为 2分
第 10 页 共 10页江西省五校 2022-2023 学年下学期高一直升班联考物理试卷
一. 选择题(1--7 单选,每小题 4 分, 共 28 分; 8--10 多选,每题 6 分, 共 18 分, 总计 46 分)
1.在平直公路上同向行驶的甲车和乙车,其位置随时间变化情况分别如图中直线 a 和曲线 b 所示。 t=0 时, xa=4m ,xb=2m ,t=2s 时, 直线 a 和曲线 b 刚好相切。已知乙车做匀变速直线运动。 在 0~2s 过程中( )
A .乙车的速度越来越大 B .乙车所受合外力越来越大
C .乙车的初速度大小为 1m/s D .乙车的加速度大小为 1m/s2
2.挂灯笼的习俗起源于 1800 多年前的西汉时期,已成为中国人喜庆的象征。如图所示,由五根
等长的轻质细绳悬挂起四个质量相等的灯笼,中间的细绳是水平的,另外四根细绳与水平面所 成的角分别为θ1 和θ2 。关于θ1 和θ2 ,下列关系式中正确的是( )
A .θ 1=2θ2
B .θ 1=3θ2
C .sin θ 1=3sinθ2
D .tan θ 1=2tanθ2
3.如图所示的虚线为一簇等势线, 平行等距,且相邻两等势线之间的电势差相等, 重力不可忽略
的带电粒子由 M 点以平行于等势线的速度射入电场。经过一段时间运动到 N 点,MN 两点的 连线与等势线垂直,O 点为轨迹的最高点。已知 M 到 O 的过程重力做功为﹣ 4.0J ,电场力做功 6.0J ,则下列说法正确的是( )
A .粒子由 M 到 N 的过程中粒子克服电场力做功 24J
B .粒子在 O 点的动能比在 M 点的动能少 2J
C .粒子在 N 点的机械能比在 M 点的机械能多 24J
D .粒子在 N 点具有的动能为 24J
4.如图所示光滑直管 MN 倾斜固定在水平地面上, 直管与水平地面间的夹角为 45°, 管口到地 面的竖直高度为 h=0.4m ;在距地面高为 H=1.2m 处有一固定弹射装置, 可以沿水平方向弹出 直径略小于直管内径的小球。某次弹射的小球恰好无碰撞地从管口 M 处进入管内, 设小球弹出
点 O 到管口 M 的水平距离为 x ,弹出的初速度大小为 v0 ,重力加速度 g 取 10m/s2 。关于 x 和
v0 的值,下列选项正确的是 ( )
A .x=1.6m ,v0=4m/s B .x=1.6m ,
C .x=0.8m ,v0=4m/s D .x=0.8m ,
5 .2022 年 11 月 30 日,我国六名航天员在空间站首次“太空会师”,向世界展示了中国航天工程 的卓越能力。载人空间站绕地运动可视为匀速圆周运动,已知空间站距地面高度为 h ,运行周期
为 T ,地球半径为 R 。忽略地球自转,则 ( )
A .空间站的线速度大小为 B .地球的质量可表示为
C .地球表面重力加速度为 D .空间站的向心加速度大小为
6.2022 年北京冬奥会上运行了超 1000 辆氢能源汽车,是全球最大规模的一次燃料电池汽车示范,
体现了绿色环保理念。质量为 m 的氢能源汽车在平直的公路上由静止启动,汽车运动的速度与 时间的关系图像如图甲所示,汽车牵引力的功率与时间的关系如图乙所示。设汽车在运动过程
中所受阻力不变,下列说法正确的是 ( )
A .汽车所受阻力大小为
B .汽车的最大牵引力为
C .汽车车速为 v2 时,它的加速度大小为 ﹣
D .汽车车速从 v1 增大到 vm 的过程中,牵引力对汽车做的功为
7 .在水平力 F 的作用下质量为 2kg 的物块由静止开始在水平地面上做直线运动,水平力 F 随时间 t 变化的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为 0.1 ,g 取 10m/s2 。则 ( )
A .6s 时物块的动能为零
B .3s 时物块离初始位置的距离最远
C .0~6s 时间内合外力对物块所做的功为 8J
D .0~6s 时间内水平力 F 对物块所做的功为 20J
8 .如图所示,外轨道光滑,内轨道粗糙 (粗糙程度处处相同) 的圆环轨道固定在竖直平面内,完
全相同的小球 A 、B (直径略小于轨道间距并且远小于轨道半径) 以相同的速率 v0 从与圆心等 高处分别向上、向下运动,两球相遇时发生的碰撞可看作弹性碰撞,重力加速度为 g ,下列说
法中正确的是 ( )
A .当 v0=2时,小球 A 通过最高点和小球 B 通过最低点时对轨道的压力差为 6mg
B .当 v0=2时,第一次碰撞前瞬间,A 球机械能一定小于 B 球机械能
C .当 v0 = ,第一次碰撞的位置一定在轨道的最低点
D .当 v0 =时,第一次碰撞后瞬间,两球速度一定等大反向
9 .如图所示,质量为 3kg 的长木板 A 放在光滑水平地面上,质量为 2kg 的物块 B 静止在木板上, A 、B 之间的动摩擦因数为μ=0.2 ,重力加速度大小为 g=10m/s2 ,物块 B 与长木板 A 之间的最 大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用水平向右的拉力 F 作用在长木板上,下列说法中正确的是
( )
A .F=4N 时,B 受到 A 的摩擦力为 1.6N ,方向水平向左
B .F=10N 时,A 、B 之间不会发生相对滑动
C .F=12N 时,B 的加速度大小为 2.4m/s2
D .F=16N 时,A 的加速度大小为 4m/s2
10.在光滑水平面上,轻质弹簧一端固定在墙上。如图甲所示,物体 A 以速度 v0 向右运动压缩弹
簧,测得弹簧的最大压缩量为 x ,现让弹簧一端连接另一质量为 m 的物体 B 。如图乙所示。物
体 A 以 3v0 的速度向右压缩弹簧,测得弹簧的最大压缩量仍为 x ,下列判断正确的是 ( )
A .乙图所示的运动过程中,物体 A 和物体 B 组成的系统机械能守恒
B .A 物体的质量为 8m
C .弹簧压缩量最大时物体 B 的速度为
D .弹簧压缩量最大时的弹性势能为
二.实验题 (共 2 小题,11 题 6 分,12 题 10 分,共 16 分)
11.为了“验证机械能守恒定律”,某学生想到用气垫导轨和光电门及质量为 m 的小车来进行实 验,如图所示,他将长为 L 、原来已调至水平的气垫导轨的左端垫高 H ,在导轨上的两点处分
别安装光电门A 和 B ,然后将小车从导轨上端释放,在小车下滑过程中,小车上的挡光片经过
上、下光电门的时间分别为t1 、t2 ,用游标卡尺测得挡光片宽度为d ,重力加速度为 g 。则:
(1) 要验证小车在运动过程中机械能守恒,还必须测出 。
(2) 写出本实验验证机械能守恒定律的原理式 (用上面已知测量量和还必
须测出的物理量符号表示)。
(3) 实验所用滑块的质量 m=600g ,其他数据如下 L=1.5m ,H=10cm ,g=9.8m/s2 ,两个光电门间 的距离为 50cm ,则实验中重力势能的减少量为 J。
12.某物理小组利用频闪照相和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验.步骤如下:
①用天平测出滑块 A 、B 的质量分别为 300g 和 200g
②安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;
③向气垫导轨通入压缩空气;
④把 A 、B 两滑块放到导轨上,并给他们一个初速度,同时开始闪光照相,闪光的时间间隔
设定为△t=0.2s.照片如图:该组同学结合实验过程和图象分析知:该图象是闪光 4 次摄得的照片,
在这 4 次闪光的瞬间,A 、B 两滑块均在0~80cm 刻度范围内; 第一次闪光时,滑块 B 恰好通过
x=55cm 处,滑块 A 恰好通过 x=70cm 处;碰撞后有一个物体处于静止状态.请问:
(1) 以上情况说明碰后____ (选填 A 或 B) 物体静止,滑块碰撞位置发生在_____cm 处;
(2) 滑块碰撞时间发生在第一次闪光后____s;
(3) 设向右为正方向,试分析碰撞前两滑块的质量与速度乘积之和是____kg m/s ,碰撞后两滑块 的质量与速度乘积之和是____kg m/s ,以上实验结果说明在碰撞过程中保持不变的物理量是 碰撞前后两物体的质量与速度的乘积之和。
三. 计算题 (13 题 10 分,14 题 12 分,15 题 16 分,共 38 分)
13.如图所示,粗糙水平面 AB 与竖直面内的光滑半圆形轨道在 B 点平滑相接,一质量 m 的小滑 块 (可视为质点) 将弹簧压缩至 A 点后由静止释放,经过 B 点后恰好能通过最高点C 做平抛运 动。 已知:导轨半径 R=0.4m ,小滑块的质量 m=0.1kg ,小滑块与轨道 AB 间的动摩擦因数μ =0.2 ,AB 的长度 L=20m ,重力加速度取 10m/s2 ,求:
(1) 小滑块对圆轨道最低处 B 点的压力大小;
(2) 弹簧压缩至 A 点时弹簧的弹性势能。
14.如图甲所示,以 O 为原点,竖直向下为正方向建立 x 轴。在 x=0 和 x=4x0 处分别固定电量为 Q 的正点电荷。A 、B 、C 为 x 轴上坐标分别为 x0 、2x0 、3x0 的点,AC 之间沿 x 轴方向电势变化
如图乙所示。现将一带正电小球 S1 由 A 点静止释放,小球向下运动。已知释放瞬间小球加速度
为 ,g 为当地重力加速度,静电力常量为 k 。求:
(1) 小球在 B 点的加速度大小;(2) 小球 S1 的比荷;
(3) 若另有一带电小球 S2 悬停在 C 点,小球 S1 仍从 A 点静止释放,运动到 C 点时,与 S2 发生 弹性碰撞,碰撞时间极短,且不发生电荷转移,碰后 S1 恰能到达 B 点,忽略两球之间的静电力
作用,求小球 S1 与 S2 的电量之比。
15.如图所示,质量为 mc=4kg 、长度为l=8m 且两端带有弹性挡板的长木板 C 静止在水平地面上, D、E 为长木板左右端点,P 为中点,质量为 mB=3.8kg 的物块 B 静止在 P 点,一质量为 mA=0.2kg 的子弹 A 以 v0=160m/s 的速度水平飞来与 B 发生正碰并留在其中,重力加速度大小为 g=10m/s2, 求:
(1) 当 A 、B 与长木板 C 之间的动摩擦因数μ1=0.5 时,B 与 C 均向左运动,若 B 刚好与挡板没有 发生碰撞,则 C 与地面之间的动摩擦因数μ2 为多少
(2) 如果地面光滑,A 、B 与长木板 C 之间的动摩擦因数1 = 0.08 ,且 A 、B 整体与挡板发生弹性
碰撞时刚好速度交换,则:
Ⅰ . B 最终停在长木板上何处
Ⅱ. 从 B 开始运动到与长木板相对静止,B 物块运动的总路程为多少?

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