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1、計算題規(guī)范練(七)
24.(2019·安徽皖江名校最后一卷)如圖1,在水平地面上有兩個可視為質(zhì)點的物體A、B,質(zhì)量分別為mA=2kg,mB=1kg,A、B相距s=9.5m,A以v0=10m/s的初速度向靜止的B運動,與B發(fā)生正碰(碰撞時間極短),碰后兩物體仍沿原來方向運動,最終A、B均停止運動時相距Δs=19.5 m.已知A、B與水平地面間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.1,取g=10 m/s2.求:
圖1
(1)相碰前瞬間A的速度大小;
(2)碰撞過程中的機械能損失.
答案 (1)9m/s (2)24J
解析 (1)設(shè)A、B相碰前瞬間A的速度大小為v,由動能定理:
-μmAgs=m
2、Av2-mAv02
代入數(shù)據(jù)解得:v=9m/s
(2)設(shè)A、B相碰后,A、B的速度大小分別為vA、vB.
動量守恒:mAv=mAvA+mBvB
設(shè)A、B相碰后到停止運動所通過的位移分別為sA、sB.由動能定理:
對A:-μmAgsA=0-mAv
對B:-μmBgsB=0-mBv
依題意:sB-sA=Δs=19.5m
聯(lián)立解得:vA=5m/s,vB=8 m/s
A、B碰撞過程中的機械能損失:
ΔE=mAv2-(mBv+mAv)
聯(lián)立解得:ΔE=24J.
25.(2019·安徽皖江名校最后一卷)如圖2所示,平面直角坐標(biāo)系xOy中有一半徑為R的圓形磁場,圓心坐標(biāo)(0,R).一
3、離子源沿著平行于y軸方向發(fā)射質(zhì)量為m、電荷量為q、速度大小為v0的粒子,若粒子由坐標(biāo)原點進(jìn)入磁場,粒子在磁場中恰好經(jīng)過坐標(biāo)為(R,R)的點,粒子重力不計,求:
圖2
(1)磁場的磁感應(yīng)強度大小B;
(2)若離子源射出粒子的速度大小和方向都不變,將離子源沿平行于x軸方向向左移動一段距離L,當(dāng)L多大時粒子能進(jìn)入磁場并在磁場中運動的時間最長,最長時間是多少;
(3)在(2)的情況下粒子到達(dá)x軸的位置坐標(biāo).
答案 (1) (2)R (3)(2R,0)
解析 (1)設(shè)粒子做圓周運動的半徑為r,由題意知qv0B=m,
由幾何關(guān)系知r2=(r-R)2+R2
解得r=R,
B=
(2)粒子在磁場中運動的半徑不變,當(dāng)粒子轉(zhuǎn)過的弦長為圓形磁場的直徑時,對應(yīng)的時間最長,設(shè)粒子所轉(zhuǎn)過的圓心角為2α,則rsinα=R
解得α=π
此時L=Rsin=R
在磁場中運動的時間t=·
解得:t=
(3)粒子到達(dá)x軸時,速度方向與x軸成30°角,有幾何關(guān)系知
x=Rsin60°+(R+Rcos60°)tan60°=2R
故粒子到達(dá)x軸的位置坐標(biāo)為(2R,0).
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