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2025-2026学年广东省佛山市南海区高一（下）期中物理试卷（A2）
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.网球比赛发球后，网球在重力与空气作用力的共同作用下，作曲线运动，轨迹如图所示，下列关于网球在轨迹中点的速度方向与加速度方向说法正确的是( )
A. 该点的速度方向沿轨迹切线方向，加速度方向指向轨迹的凹侧
B. 该点的速度方向沿轨迹切线方向，加速度方向指向轨迹的凸侧
C. 该点的速度方向沿轨迹切线方向，加速度方向与速度方向共线
D. 该点的速度方向垂直于轨迹切线方向，加速度方向与速度方向垂直
2.年月日中“梦舟”载人飞船完成动压逃逸飞行试验，是中国为年前实现载人登月目标开展的关键技术验证，如图所示，假设登月飞行器在环月轨道上的点实施变轨，进入椭圆轨道，再由近月点点进入圆轨道，飞行器在轨道、和轨道上的点、点运行的线速度分别为、、、，下列有关说法正确的是( )
A.
B. 飞行器由轨道变轨至轨道，需要在点加速
C. 飞行器在轨道、上运动时，相等时间内与月球连线扫过的面积相等
D. 飞行器在轨道、上经过点的加速度相等
3.如图所示，某无人机在水平面内进行自动避障测试。测试场存在一条沿正东方向匀速流动的模拟“风场”，风会带着无人机以恒定速度向东飘移，无人机自带动力在静止空气中的飞行速度恒为，无人机从点由静止出发，严格沿正北方向直线运动至距点正北的点，不计空气阻力与高度变化，下列说法正确的是( )
A. 无人机机头与正北方向夹角的正弦值为
B. 无人机从飞向的时间约为
C. 无人机相对地面的实际速度大小为
D. 若出发时机头意外指向正北，到达北边界时偏离点的距离为
4.乒乓球是我国的优势体育项目，如图所示，某运动员某次从开始挥拍到击球的过程中可简化为：手臂弯曲角度保持不变，球拍击球点绕身体上固定不动转轴的点做水平匀速圆周运动，若到点的距离大小，击球瞬间，球拍速度大小为，下列说法正确的是( )
A. 手肘的线速度等于球拍的线速度
B. 球拍的角速度大小为
C. 球拍的向心加速度为
D. 球拍所受合外力指向手臂
5.如图所示，在一次摩托车杂技表演中，表演者与摩托车总质量为，以速度的速度冲出木板，升高后平稳落在斜坡某处，已知木板最高点距离地面为，以地面为零势面，重力加速度为，不计空气阻力，以下说法正确的是( )
A. 表演者与摩托车在最高点的速度为
B. 表演者与摩托车在最高点的速度为
C. 落到斜坡时表演者与摩托车的机械能为
D. 落到斜坡时表演者与摩托车的机械能为
6.恒星从诞生到消亡的过程称为“演化”，白矮星是恒星演化至晚期形成的致密天体，体积小，密度极大，某白矮星的质量约为太阳质量的，半径约为太阳半径的，自转角速度为，已知引力常量为，球体体积，忽略其他因素的影响，下列说法正确的是( )
A. 白矮星表面的重力加速度小于太阳表面的重力加速度
B. 为保证该白矮星不因自转过快而瓦解，其最小密度
C. 该白矮星密度小于太阳密度
D. 该白矮星的第一宇宙速度小于太阳的第一宇宙速度
7.某公司的共享电动车的额定输出功率为，整车含电池与骑行者总质量为，该电动车在平直水平路面上行驶时，受到的阻力大小为车与人总重力的倍，该车以匀加速启动，一段时间内的速度时间图像、功率时间图像分别如图甲、乙所示，其中坐标点、，忽略空气阻力，重力加速度，下列说法正确的是( )
A.
B.
C. 若以后输出功率保持不变，电动车能匀速前进
D. 在过程中，电动车位移为
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.某玩具小车内部装有弹簧储能装置，如图所示，先按下按钮将弹簧压缩，释放按钮后小车在水平粗糙地面由静止开始向前运动，不计空气阻力和小车内部摩擦力，从小车开始运动至停下来的过程中，下列说法正确的是( )
A. 小车、弹簧与地球组成的系统机械能守恒
B. 弹簧弹性势能的减少量等于小车与地面内能的增加量
C. 小车的动能先增大后减小
D. 弹簧恢复原长时，小车的动能达到最大值
9.如图所示，为保障车辆弯道行驶安全、提升通行效率，某公路弯道设计成外高内低，若晴天时汽车以速度过弯道时无侧向摩擦力，已知雨天时轮胎与路面的动摩擦因数会减小，下列说法正确的是( )
A. 若该弯道的路面是水平，汽车以速度安全通过，所需向心力完全由静摩擦力提供
B. 晴天时，汽车以速度通过该弯道，向心力由重力与支持力的合力提供
C. 雨天时，若汽车仍以速度通过该弯道，则车有外滑趋势，静摩擦力沿斜面向下
D. 雨天时，若汽车速度大于则可能发生侧滑
10.如图所示，游乐场中绳网秋千是小孩喜欢玩的项目之一，秋千由三根完全相同的轻绳悬挂，小孩坐在秋千上在竖直平面内左右摆动，若秋千与小孩的总质量为，在秋千左右摆动过程中，不计空气阻力，下列说
法正确的是( )
A. 秋千经过最低点时，三根绳子拉力的合力大小等于重力
B. 秋千经过最低点时，单根绳子的拉力大于
C. 小孩和秋千的机械能不守恒
D. 秋千从最高点摆动到最低点过程中，秋千和小孩的重力的功率先增大后减小
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.图甲是“探究平抛运动的特点”实验装置演示图，包含电磁定位板、弹射器、平抛物体含信号源、接球槽等。平抛物体被弹射器水平射出后，每隔相同的时间发射一次信号，电磁定位板接收信号并记录该时刻平抛物体的位置信息，通过计算机对采集到平抛物体的位置信息进行处理，图乙为某次记录中的一部分，、、为三个计算机采集到的连续位置，重力加速度，则：
在该实验中，弹射器末端切线 选填“需要”或“不需要”水平，弹射器轨道 选填“需要”或“不需要”光滑；
物体弹射信号的时间间隔为，从图像上分析，点 选填“是”或“不是”平抛物体的起点，平抛物体在点的横坐标 ；纵坐标 。结果保留两位小数
12.某实验小组利用数字信息系统验证变力做功时的动能定理，装置示意图如图甲所示，力传感器实时记录力的大小，位移传感器实时记录对应的位移，实验步骤如下：
位移接收传感器和力传感器固定在木板上，遮光条和位移发射传感器固定在小车上，测出遮光条宽度为，小车整体质量为。
小车放置在木板上，反复调节垫块高度平衡小车与木板之间的______，使得小车位移一时间图像近似为直线。
小车与力传感器之间系上轻橡皮筋，调节光电门离力传感器的距离______填“小于”、“大于”轻橡皮筋原长的位置。
将小车移动使轻橡皮筋适当伸长，打开软件，设置参数后点击“开始”，同时释放滑块，电脑自动绘制出“力位移”图线，如图乙所示，力变零时对应位移，小车通过光电门记录时间为。
利用软件计算图乙曲线与轴所围的面积得到轻橡皮筋弹力所做的功，通过公式______用、、表示计算得出小车动能的变化量，实验中发现略大于，原因可能是______写出其中一种原因。
某同学进行创新实验，测出轻橡皮筋劲度系数为，重复步骤得到多组不同的、数据，绘制成图线，理论上图线应为一条直线，其斜率表达式为______用、、表示，若实验测得图像斜率接近该值，则可认为变力所做的功与物体动能的变化相等，从而验证变力作用下动能定理同样适用。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.在月球表面，物资自动化分配系统能帮助机器人高效完成基建任务，现计划将箱质量均为的土壤包，依次分配到个车板的中央位置，传送带将第一箱土壤包以水平速度抛出，土壤包下落高度后准确落至号车板中央并被固定，已知每箱土壤包被抛出前均已达到匀速运动状态，土壤包可视为质点，相邻车板间距为，月球表面重力加速度为，不计空气阻力，回答以下问题：
求土壤包在空中运动的时间；
求第一个土壤包在水平方向上的位移；
要使土壤包依次落到相邻车厢正中央，求前后两次抛出时土壤包的速度差。
14.如图甲所示，滑索运动充满速度感与刺激性，景区“智能安全滑索”采用可变阻力系统，当速度过快时，会自动增大阻力，保障滑行安全，如图乙所示，滑索可视为倾角的理想直轨道，轨道总长，乘客与滑车总质量可视为质点，从顶端点由静止滑下，受恒定阻力，当乘客与滑车速度增加至此时位置定为点，此后系统额外再施加恒定阻力，取，已知，。回答以下问题：
求第一段的加速度大小；
求第一段中阻力做的功；
求全过程中重力所做的功及到达底端时游客的速度大小。
15.杭州西湖景区引入了一款仿生机器鱼，内部装有金属探测装置，可打捞游客掉入水中的手机，同时兼顾水质保护和环境监控的任务，该机器鱼质量，形似鲤鱼，全没入水中时的浮力，游动时受到平行鱼身向后的阻力，通过摆动尾巴和鱼鳍产生大小方向均可变的推力。
某次打捞任务过程如图甲所示，机器鱼的运动分为以下三个阶段：
阶段一【搜寻】：机器鱼在半径的圆形水域内做匀速圆周运动，线速度，用于扫描水下目标；
阶段二【下潜】：游一圈后发现目标，机器鱼从水下处点，匀速度沿直线游至水下处圆心进行打捞；
阶段三【上浮】：完成打捞后，机器鱼从点以从静止竖直上浮至水面点。
忽略抓取手机产生的影响，重力加速度，回答以下问题：
阶段二中，补全图乙里机器鱼的受力示意图，并求推力与夹角的正切值；
阶段一中，求推力的大小结果保留根号；
求整个运动过程中推力所做的功结果保留。
答案解析
1.【答案】
【解析】解：曲线运动的合外力加速度必须指向曲线的凹侧，速度方向沿轨迹所在点的切线方向，故A正确，BCD错误。
故选：。
根据曲线运动的合外力必须指向曲线的凹侧和速度沿切线方向的知识分析解答。
考查曲线运动的速度和加速度的方向关系，知道它们的矢量性特点，属于基础题。
2.【答案】
【解析】解：由万有引力提供向心力可得：
，
解得：
，
由题图可知：
，
则：
，
根据卫星的变轨原理可知，如果想要进入更低的轨道，需要向前喷气做减速运动，由此可知，当登月飞行器在环月轨道上的点实施变轨在点减速，进入椭圆轨道，再由近月点点实施变轨在点减速，进入圆轨道时，则有：
，，
综上可得：
，故AB错误；
C.开普勒第二定律面积定律只适用于同一轨道上的几颗卫星，轨道和轨道是不同轨道，因此相等时间扫过的面积不相等，故C错误；
D.万有引力提供向心力，由牛顿第二定律可得：
，
解得：
，
因为飞行器在点到月心的距离是一个定值，所以无论沿轨道还是轨道经过点，飞行器的加速度都相等，故D正确。
故选：。
结合题意，由万有引力提供向心力列式，确定线速度与轨道半径的关系，再根据卫星的变轨原理，即可分析判断；
C.结合题意，根据开普勒第二定律，即可分析判断；
D.结合题意，由万有引力提供向心力列式，确定加速度与轨道半径的关系，即可分析判断。
本题考查卫星或行星运行参数的计算，解题时需注意，把卫星的运行看作匀速圆周运动，万有引力完全充当圆周运动的向心力，但是计算的公式比较多，需要根据题目给出的参数，选择恰当的公式进行计算。
3.【答案】
【解析】解：无人机机头与正北方向的夹角为向西偏，为了抵消风场的东向飘移，无人机必须向西有分速度：
解得：，故A错误；
B.此时无人机向北的分速度为：
飞行时间：，故B正确；
C.无人机相对地面的实际速度大小：，故C错误；
D.机头指向正北时，无人机相对空气的速度向北为，同时被风场以向东飘移。飞行时间
向东飘移的距离：，故D错误；
故选：。
先根据合速度方向，确定分速度的抵消关系；用勾股定理计算向北的分速度；飞行时间只由合速度和位移决定，不受东西方向分速度影响。
本题考查运动的合成与分解，涉及速度的合成、方向控制、分运动与合运动的关系，是一道典型的“小船渡河”类模型题。
4.【答案】
【解析】解：由题意可知，手肘与球拍绕同一转轴做同轴转动，则角速度相同，因为手肘离转轴更近，所以手肘转动的半径比球拍转动的半径小，因此由可知，手肘的线速度小于球拍的线速度，故A错误；
B.由题知，球拍速度大小为：
，
则球拍的角速度大小为：
，故B错误；
C.球拍所受的合外力提供向心力，由牛顿第二定律可得：
，
解得球拍的向心加速度为：
，故C正确；
D.由题意知，球拍做水平匀速圆周运动，合外力需提供向心力，方向始终指向圆心，而非指向手臂，故D错误；
故选：。
A.结合题意，由同轴转动的特点及线速度与角速度的关系，即可分析判断；
B.结合题意，由角速度与线速度的关系列式，即可分析判断；
C.结合题意，由牛顿第二定律列式，即可分析判断；
D.结合题意，根据向心力的特点，即可分析判断。
本题考查牛顿第二定律与向心力结合解决问题，解题时需注意确定向心力的来源，向心力可以是重力、弹力、摩擦力等单个力，也可以是几个力的合力或某个力的分力，因此在受力分析中要避免再另外添加向心力。
5.【答案】
【解析】解：、表演者与摩托车在最高点的速度为水平方向的速度，竖直方向的速度为，故在最高点的速度不是零，故A错误；
B、设最高点的速度为，根据动能定理可知，，故，故B错误；
、初始机械能为：，由于不计空气阻力，整个过程机械能守恒，所以在任何位置的机械能都等于初始值。当落到斜坡时，机械能仍然为，故C正确，D错误。
故选：。
根据机械能守恒定律和抛体运动的特点来分析。不计空气阻力，整个过程机械能守恒；抛体运动在最高点时竖直方向速度为零，但水平方向仍有速度。
解决此类问题的关键在于理解机械能守恒的条件只有重力做功时机械能守恒，以及抛体运动的速度分解，注意重力势能的计算要以选定的零势能面为准。
6.【答案】
【解析】解：忽略星体的自转，在星体表面由重力等于万有引力可得：，解得：
已知：该白矮星的质量与太阳质量之比为：，该白矮星的半径与太阳半径之比为：
可得白矮星表面的重力加速度与太阳表面的重力加速度之比为：，可知白矮星表面的重力加速度大于太阳表面的重力加速度，故A错误；
B.为保证该白矮星不因自转过快而瓦解，设其最小半径为，由处于赤道处的物体所需向心力等于万有引力得：
，解得：
其最小密度为：，故B正确；
C.该白矮星密度与太阳密度之比为：：，可知该白矮星密度大于太阳密度，故C错误；
D.设星体的第一宇宙速度为，根据万有引力提供向心力得：，解得：
该白矮星的第一宇宙速度与太阳的第一宇宙速度之比为：：，可知该白矮星的第一宇宙速度大于太阳的第一宇宙速度，故D错误。
故选：。
忽略星体的自转，在星体表面由重力等于万有引力解答选项；该白矮星恰好瓦解时，处于赤道处的物体所需向心力等于万有引力，据此求得其最小半径，再由密度公式解答选项；由密度公式解答选项；星体的第一宇宙速度大小等于该星体的近地卫星的环绕速度，根据万有引力提供向心力解答选项。
本题考查了万有引力定律的应用，掌握星体因自转过快而瓦解的临界条件，掌握第一宇宙速度的物理意义。
7.【答案】
【解析】解：、电动车时间内匀加速直线运动，时功率达到额定功率，根据牛顿第二定律，，
联立解得，，故A错误；
B、在时间内电动车做匀减速直线运动，加速度大小为，根据，其中，解得，故B错误；
C、若以后输出功率保持不变，当牵引力等于阻力时速度达到最大，说明时刻，牵引力大于阻力，电动车会继续加速，而不是匀速，题目中后是减速，说明功率不再保持额定功率，故C错误；
D、在过程中，根据动能定理：，其中，解得。
故选：。
在机车启动过程中，。在变加速过程中求位移可根据动能定理求解。
本题考查了机车以恒定加速度启动问题，解题关键是在机车启动过程中，。在变加速过程直线运动中利用动能定理求解变加速过程的位移。
8.【答案】
【解析】解：、小车在水平粗糙地面上运动时，受到地面的滑动摩擦力作用并做负功，小车、弹簧与地球组成的系统机械能不断转化为内能，因此系统机械能不守恒，故A错误；
B、从静止开始运动到最终停下的整个过程中，小车的初、末动能都为零，重力势能不变。根据能量守恒定律，弹簧弹性势能的减少全部用于克服摩擦力做功，即等于小车与地面内能增加的量，故B正确；
、释放按钮后，初始阶段弹簧弹力大于地面摩擦力，小车所受合力向前，做加速运动，动能逐渐增大。随着弹簧形变量减小，弹力逐渐减小，当弹簧弹力等于地面摩擦力时，小车加速度为零，速度达到最大，此时动能最大，显然此时弹簧仍处于压缩状态而未恢复原长。之后，当弹簧弹力小于地面摩擦力，以及弹簧恢复原长后小车仅受摩擦力作用时，合力向后，小车做减速运动直至停止，动能逐渐减小。综上，小车的动能先增大后减小，故C正确，D错误。
故选：。
小车在水平粗糙地面运动时，系统受到摩擦力做功，机械能不断转化为内能，因此机械能不守恒。从开始运动到最终停下过程中，初末动能均为零，重力势能不变，弹簧弹性势能的减少全部用于克服摩擦力做功，等于内能的增加量。释放后初始阶段弹簧弹力大于摩擦力，合力向前，小车加速，动能增大；随着弹力减小，当弹力等于摩擦力时，速度最大、动能最大，此时弹簧未恢复原长；之后弹力小于摩擦力直至弹簧原长后仅受摩擦力，合力向后，小车减速，动能减小，因此动能先增后减。
本题主要考查机械能守恒条件、能量转化与守恒以及力和运动的关系，属于中等难度题目。题目通过弹簧储能玩具小车这一实际模型，综合考查学生对系统机械能守恒条件的准确理解，要求能区分系统内摩擦力做功与外界对系统做功对机械能的影响。在能量分析方面，需要学生运用能量守恒定律，分析弹簧弹性势能、动能和内能之间的转化关系，计算量不大但概念辨析要求高。对运动过程的分析则考查了学生的动态分析能力，需结合牛顿第二定律分析弹力与摩擦力大小关系的变化，从而判断速度与动能的变化趋势，并找到动能最大的临界条件，这是本题的一个思维亮点，能有效锻炼学生的物理建模和逻辑推理能力。
9.【答案】
【解析】解：若该弯道的路面是水平，汽车以速度安全通过，重力和支持力平衡，所需向心力完全由静摩擦力提供，故A正确；
晴天时，汽车以速度通过该弯道，向心力由重力与支持力的合力提供，故B正确；
雨天时，若汽车仍以速度通过该弯道，重力和支持力的合力仍然可以提供向心力，车没有外滑趋势，不受摩擦力，故C错误；
雨天时，若汽车速度大于，如果速度比稍大，则重力和支持力的合力提供向心力不足的部分由静摩擦力补充，但如果速度比大太多，最大静摩擦力都不足以补充，则可能发生侧滑，故D正确。
故选：。
根据汽车在倾斜路面和水平路面转弯时的受力情况结合向心力的来源逐一分析判断各选项的正误。
考查圆周运动物体的受力分析和向心力的来源，结合火车转弯的分析思路进行判断，属于中等难度考题。
10.【答案】
【解析】解：设秋千经过最低点时，三根绳子拉力的合力大小为，
因为秋千经过最低点时，做圆周运动，向心力由合力提供，则有：
，
解得：
，故A错误；
B.三根绳子对称分布，设单根绳子拉力为，每根绳子与竖直方向夹角为，
则结合前面分析可得：
，
解得：
，故B正确；
C.由题意可知，不计空气阻力，绳子拉力始终与速度方向垂直，不做功，因此对于小孩与秋千，只有重力做功，所以小孩和秋千的机械能守恒，故C错误；
D.秋千从最高点摆动到最低点过程中，秋千和小孩的重力的功率为：
，
其中为秋千与小孩竖直方向的分速度，
由题意可知，在最高点时，秋千与小孩的速度为，则为，在最低点时，秋千与小孩的速度沿水平方向，则也为，
因此，该过程中先增大后减小，则秋千与小孩的重力的功率也是先增大后减小，故D正确；
故选：。
A.结合题意，由牛顿第二定律列式，即可分析判断；
B.结合前面分析及题意，表示出三根绳子拉力的合力与每根绳子拉力的关系，即可分析判断；
C.结合题意，由机械能守恒定律，即可分析判断；
D.结合题意，由瞬时功率的计算公式列式，即可分析判断。
本题主要考查对机械能守恒定律的掌握，解题时需知，在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。
11.【答案】需要
不需要
不是

【解析】解：在该实验中，为了保证小球离开弹射器后做平抛运动，末端切线需要水平；小球每次从弹射器同一位置弹出，受到的摩擦力相同，小球离开弹射器的速度相同，因此弹射器轨道不需要光滑；
物体弹射信号的时间间隔为，若点时抛出点，则
而
因此点不是平抛物体的起点；
根据平抛运动规律，水平方向
即
解得平抛物体在点的横坐标；
根据匀变速直线运动的推论
代入数据解得。
故答案为：需要；不需要；不是；；。
根据实验原理，结合实验装置分析作答；
根据平抛运动的竖直分运动分析判断；根据平抛运动的水平分运动求解作答；根据匀变速直线运动推论求解作答。
本题主要考查了探究平抛运动的特点的实验，要明确实验原理，掌握平抛运动规律的运用。
12.【答案】摩擦力； 大于； ，遮光片通过光电门的速度偏小；
【解析】为了使小车受到的合力等于轻橡皮筋拉力，需要反复调节垫块高度平衡小车与木板之间的摩擦力，使得小车位移一时间图像近似为直线。
橡皮筋有伸长才能产生拉力，故应调节光电门离力传感器的距离大于轻橡皮筋原长的位置。
遮光片通过光电门的时间极短，遮光片通过光电门的速度为，则此时小车的动能为
实验中发现略大于，可能原因是遮光片通过光电门的速度偏小造成的。
若变力所做的功与物体动能的变化相等，则
整理得
图像斜率表达式为。
故答案为：摩擦力；大于；，遮光片通过光电门的速度偏小；。
根据使小车受到的合力等于轻橡皮筋拉力判断；
根据弹力与形变量的关系判断；
根据平均速度与动能表达式计算；根据误差分析；
根据动能定理表达式推导判断。
本题考查验证变力做功时的动能定理实验，关键掌握实验原理和数据处理方法，光电门的测速原理。
13.【答案】土壤包在空中运动的时间为 第一个土壤包在水平方向上的位移为 前后两次抛出时土壤包的速度差为
【解析】解：土壤包在竖直方向做自由落体运动，竖直方向位移为。根据自由落体公式，解得土壤包在空中运动的时间；
第一个土壤包在水平方向做匀速直线运动，初速度为，运动时间为。水平位移公式，代入，得；
相邻车厢间距为，要落到相邻车厢正中央，水平位移差为。设第一个土壤包水平位移为，第二个土壤包水平位移为，且，又，则，即，解得。
答：土壤包在空中运动的时间为；
第一个土壤包在水平方向上的位移为；
前后两次抛出时土壤包的速度差为。
根据平抛运动竖直方向做自由落体运动规律列式求解；
根据平抛运动水平方向做匀速直线运动规律列式求解；
根据相应的几何关系结合平抛运动水平位移规律列式解答。
考查月球表面的平抛运动规律的应用，理解两个方向的分运动是关键，属于中等难度考题。
14.【答案】第一段的加速度大小为 第一段中阻力做的功 全过程中重力所做的功，到达底端时游客的速度大小为
【解析】解：沿斜面方向，重力分力为，阻力为，根据牛顿第二定律：沿斜面向下为正方向，则合力为：，代入数据：，则：，解得：
由运动学公式：，，阻力，方向与位移相反，故做功：，代入数据解得；
重力做功只与竖直高度有关，轨道总长，竖直高度为：
故重力做功：，代入数据解得，总长，段为，所以段长度：，在段，受到的阻力为原来的加上额外的，即总阻力：，代入数据解得，沿斜面方向合力：
代入数据解得，根据牛顿第二定律：，解得：，已知点速度，位移，加速度，由公式：，代入数据解得：。
答：第一段的加速度大小为；
第一段中阻力做的功；
全过程中重力所做的功，到达底端时游客的速度大小为。
对物体进行受力分析，在沿斜面方向上应用牛顿第二定律求加速度；
先求出段的位移，再用恒力做功公式计算；
重力做功只与竖直高度有关，全过程用动能定理求末速度。
本题综合运用牛顿第二定律和运动学公式或动能定理求解，注意分阶段处理不同的受力情况，重力做功只与竖直高度相关，而其他力做功要考虑路径。
15.【答案】阶段二中，图乙里机器鱼的受力示意图如图
推力与夹角的正切值为 阶段一中，推力的大小为 整个运动过程中推力所做的功为
【解析】解：匀速阶段合力为，通过受力分析有
水平方向：
竖直方向：
由几何关系得：
匀速圆周运动，三个正交分量：
竖直分量：
解得
切向分量：
即
径向分量：
即
根据力的合成
解得
第三阶段有：
解得
在整个过程有：
其中阻力做功
解得
浮力做功
解得
重力做功
解得
对全过程用动能定理有：
解得
答：阶段二中，图乙里机器鱼的受力示意图如图
推力与夹角的正切值为；
阶段一中，推力的大小为；
整个运动过程中推力所做的功为。
根据平衡关系补全图乙里机器鱼的受力示意图，结合正交分解和几何关系求推力与夹角的正切值；
根据几何关系求出的三个正交分量，结合矢量的合成求推力的大小；
根据功的公式和动能定理求出整个运动过程中推力所做的功。
本题考查了力学综合知识，理解受力分析和正交分解的特点，同时要熟练掌握动能定理的应用，合理选取运动学公式是解决此类问题的关键。
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