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2019-2020年高三物理第二輪專題復(fù)習(xí)學(xué)案 中檔計(jì)算題專題
例1、圖(1)表示用水平恒力F拉動(dòng)水平面上的物體,使其做勻加速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)改變拉力的大小時(shí),相對(duì)應(yīng)的勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度a也會(huì)變化,a和F的關(guān)系如圖(2)所示。
(1)該物體的質(zhì)量為多少?
(2)在該物體上放一個(gè)與該物體質(zhì)量相同的砝碼,保持砝碼與該物體相對(duì)靜止,其他條件不變,請(qǐng)?jiān)趫D2的坐標(biāo)上畫出相應(yīng)的a——F圖線。
(3)由圖線還可以得到什么物理量?(要求寫出相應(yīng)的表達(dá)式或數(shù)值)
選題理由:學(xué)會(huì)讀圖,利用圖象處理問題
a
F(N)
(m/s2)
4
5
2
3
0
2
4
6
8
1
F
圖1
圖2
解答:
a
F(N)
(m/s2)
4
5
2
3
2
4
6
8
1
F
圖1
圖2
-μg
(1)F-μmg =ma , ;
由圖線斜率:1/m=2 ;所以m =0.5kg ;
(2)過點(diǎn)(2,0)和(4,2)圖線略
(3)μmg=1N ;μ=0.2
例2、如圖,電動(dòng)傳送帶以恒定速度運(yùn)行,傳送帶與水平面的夾角,現(xiàn)將質(zhì)量m=20kg的物品箱輕放到傳送帶底端,經(jīng)過一段時(shí)間后,物品箱被送到h=1.8m的平臺(tái)上,已知物品箱與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù),不計(jì)其他損耗,則每件物品箱從傳送帶底端送到平臺(tái)上,需要多少時(shí)間?每輸送一個(gè)物品箱,電動(dòng)機(jī)需增加消耗的
電能是多少焦耳?()
選題理由:1、斜面上物體的加速度求解學(xué)生易錯(cuò)
2、電動(dòng)機(jī)需增加消耗的電能應(yīng)有哪些能量構(gòu)成,
怎樣計(jì)算是一個(gè)難點(diǎn)。
①
②
例3、如圖16所示,一質(zhì)量為M的長方形木板B放在光滑的水平面上,在其右端放一質(zhì)量為m的小木塊A,m
m,則其方向?yàn)檎?,又因系統(tǒng)置于光滑水平面,其所受合外力為零,故AB相對(duì)滑動(dòng)時(shí),系統(tǒng)總動(dòng)量守恒AB相對(duì)靜止后設(shè)速度為V,則系統(tǒng)動(dòng)量為(M+m)V.
方向也為正,則V方向?yàn)檎?,即水平向?
且MV0-Mv0=(M+m)V V=V0
(2)在地面上看A向左運(yùn)動(dòng)至最遠(yuǎn)處時(shí),A相對(duì)地的速度為O.
設(shè)AB之間的摩擦力大小于f,對(duì)A:
則有)
= 方向向右,設(shè)向左運(yùn)動(dòng)的最大距離為S.
則 (V)
S= 負(fù)號(hào)表示向左.
例4、如圖所示,帶正電小球質(zhì)量為m=110-2kg,帶電量為q=l10-6C,置于光滑絕緣水平面上的A點(diǎn).當(dāng)空間存在著斜向上的勻強(qiáng)電場時(shí),該小球從靜止開始始終沿水平面做勻加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí),測得其速度vB =1.5m/s,此時(shí)小球的位移為S =0.15m.求此勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E的取值范圍.(g=10m/s。)
某同學(xué)求解如下:設(shè)電場方向與水平面之間夾角為θ,由動(dòng)能定理qEScosθ=-0得=V/m.由題意可知θ>0,所以當(dāng)E >7.5104V/m時(shí)小球?qū)⑹冀K沿水平面做勻加速直線運(yùn)動(dòng).
經(jīng)檢查,計(jì)算無誤.該同學(xué)所得結(jié)論是否有不完善之處?若有請(qǐng)予以補(bǔ)充.
解:該同學(xué)所得結(jié)論有不完善之處.
為使小球始終沿水平面運(yùn)動(dòng),電場力在豎直方向的分力必須小于等于重力
qEsinθ≤mg
所以
即 7.5104V/m<E≤1.25105V/m
例5、如圖所示,abcd為質(zhì)量M=2 kg的導(dǎo)軌,放在光滑絕緣的水平面,另有一根質(zhì)量m=0.6 kg的金屬棒PQ平行于bc放在水平導(dǎo)軌上,PQ棒左邊靠著絕緣的豎直立柱e、f(豎直立柱光滑,且固定不動(dòng)),導(dǎo)軌處于勻強(qiáng)磁場中,磁場以為界,左側(cè)的磁場方向豎直向上,右側(cè)的磁場方向水平向右,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都為B=0.8 T.導(dǎo)軌的bc段長l=0.5 m,其電阻r=0.4 W,金屬棒的電阻R=0.2W,其余電阻均可不計(jì).金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2.若在導(dǎo)軌上作用一個(gè)方向向左、大小為F=2N的水平拉力,設(shè)導(dǎo)軌足夠長,重力加速度g取,試求:
(1)導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的最大加速度;
(2)導(dǎo)軌的最大速度;
(3)定性畫出回路中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖線.
解:導(dǎo)軌在外力作用下向左加速運(yùn)動(dòng),由于切割磁感線,在回路中要產(chǎn)生感應(yīng)電流,導(dǎo)軌的bc邊及金屬棒PQ均要受到安培力作用,PQ棒受到的支持力要隨電流的變化而變化,導(dǎo)軌受到PQ棒的摩擦力也要變化,因此導(dǎo)軌的加速度要發(fā)生改變.導(dǎo)軌向左切割磁感線時(shí),
有, ①
導(dǎo)軌受到向右的安培力,金屬棒PQ受到向上的安培力,導(dǎo)軌受到PQ棒對(duì)它的摩擦力,根據(jù)牛頓第二定律,有F-BIl-m(mg-BIl)=Ma,即
F-(1-mμ)Bil- mg=Ma.②
(1) 當(dāng)剛拉動(dòng)導(dǎo)軌時(shí),v=0,由①式可知,則由②式可知,此時(shí)有最大加速度,即.
(感應(yīng)電動(dòng)勢、右手定則、全電路歐姆定律)
(2) 隨著導(dǎo)軌速度v增大,增大而a減小,當(dāng)a=0時(shí),有最大速度,從②式可得,有
③
將代入①式, 得.
(3)從剛拉動(dòng)導(dǎo)軌開始計(jì)時(shí),t=0時(shí),,I=0,當(dāng)時(shí),v達(dá)到最大,I達(dá)到2.5 A,電流I隨時(shí)間t的變化圖線如圖所示.
課后練習(xí)
1、經(jīng)檢測汽車A的制動(dòng)性能:以標(biāo)準(zhǔn)速度20m/s,在平直公路上行駛時(shí),制動(dòng)后40s停下來?,F(xiàn)A在平直公路上以20m/s的速度行駛,發(fā)現(xiàn)前方180m處有一貨車B以6m/s的速度同向勻速行使,因該路段只能通過一個(gè)車輛,司機(jī)立即制動(dòng),
關(guān)于能否發(fā)生撞車事故,某同學(xué)的解答過程是:
“設(shè)汽車A制動(dòng)后40s的位移為S1,貨車B在這段時(shí)間內(nèi)的位移為S2.則:
A車的位移為:
B車的位移為:
兩車位移差為400-240=160(m)<180(m);兩車不相撞?!?
你認(rèn)為該同學(xué)的結(jié)論是否正確?如果你認(rèn)為正確,請(qǐng)定性說明理由;如果你認(rèn)為不正確,請(qǐng)說明理由并求出正確結(jié)果。
2、核聚變能是一種具有經(jīng)濟(jì)性能優(yōu)越、安全可靠、無環(huán)境污染等優(yōu)勢的新能源.近年來,受控核聚變的科學(xué)可行性已得到驗(yàn)證,目前正在突破關(guān)鍵技術(shù),最終將建成商用核聚變電站.一種常見的核聚變反應(yīng)是由氫的同位素氘(又叫重氫)和氚(又叫超重氫)聚合成氦,并釋放一個(gè)中子.若已知氘原子的質(zhì)量為,氚原子的質(zhì)量為,氦原子的質(zhì)量為4.0026u,中子的質(zhì)量為1.0087u,.
(1)寫出氘和氚聚合的反應(yīng)方程.
(2)試計(jì)算這個(gè)核反應(yīng)釋放出來的能量.
(3)若建一座功率為的核聚變電站,假設(shè)聚變所產(chǎn)生的能量有一半變成了電能,每年要消耗多少氘的質(zhì)量?
(一年按計(jì)算,光速,結(jié)果取二位有效數(shù)字)
3、如圖所示理想變壓器副線圈匝數(shù)n2=400,當(dāng)原線圈輸入電壓u1=70.7sin314t(V)時(shí),安培表A1的讀數(shù)為2A,當(dāng)副線圈增加100匝時(shí),伏特表V2的讀數(shù)增加5V,0求
A1
V1
V20加01000314t 電壓值后.觀察到電蓖