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2019-2020年高三物理第二輪專題復習學案 中檔計算題專題
例1、圖(1)表示用水平恒力F拉動水平面上的物體,使其做勻加速運動。當改變拉力的大小時,相對應的勻加速運動的加速度a也會變化,a和F的關系如圖(2)所示。
(1)該物體的質量為多少?
(2)在該物體上放一個與該物體質量相同的砝碼,保持砝碼與該物體相對靜止,其他條件不變,請在圖2的坐標上畫出相應的a——F圖線。
(3)由圖線還可以得到什么物理量?(要求寫出相應的表達式或數(shù)值)
選題理由:學會讀圖,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(2,0)和(4,2)圖線略
(3)μmg=1N ;μ=0.2
例2、如圖,電動傳送帶以恒定速度運行,傳送帶與水平面的夾角,現(xiàn)將質量m=20kg的物品箱輕放到傳送帶底端,經(jīng)過一段時間后,物品箱被送到h=1.8m的平臺上,已知物品箱與傳送帶間的動摩擦因數(shù),不計其他損耗,則每件物品箱從傳送帶底端送到平臺上,需要多少時間?每輸送一個物品箱,電動機需增加消耗的
電能是多少焦耳?()
選題理由:1、斜面上物體的加速度求解學生易錯
2、電動機需增加消耗的電能應有哪些能量構成,
怎樣計算是一個難點。
①
②
例3、如圖16所示,一質量為M的長方形木板B放在光滑的水平面上,在其右端放一質量為m的小木塊A,m
m,則其方向為正,又因系統(tǒng)置于光滑水平面,其所受合外力為零,故AB相對滑動時,系統(tǒng)總動量守恒AB相對靜止后設速度為V,則系統(tǒng)動量為(M+m)V.
方向也為正,則V方向為正,即水平向右.
且MV0-Mv0=(M+m)V V=V0
(2)在地面上看A向左運動至最遠處時,A相對地的速度為O.
設AB之間的摩擦力大小于f,對A:
則有)
= 方向向右,設向左運動的最大距離為S.
則 (V)
S= 負號表示向左.
例4、如圖所示,帶正電小球質量為m=110-2kg,帶電量為q=l10-6C,置于光滑絕緣水平面上的A點.當空間存在著斜向上的勻強電場時,該小球從靜止開始始終沿水平面做勻加速直線運動,當運動到B點時,測得其速度vB =1.5m/s,此時小球的位移為S =0.15m.求此勻強電場場強E的取值范圍.(g=10m/s。)
某同學求解如下:設電場方向與水平面之間夾角為θ,由動能定理qEScosθ=-0得=V/m.由題意可知θ>0,所以當E >7.5104V/m時小球將始終沿水平面做勻加速直線運動.
經(jīng)檢查,計算無誤.該同學所得結論是否有不完善之處?若有請予以補充.
解:該同學所得結論有不完善之處.
為使小球始終沿水平面運動,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為質量M=2 kg的導軌,放在光滑絕緣的水平面,另有一根質量m=0.6 kg的金屬棒PQ平行于bc放在水平導軌上,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),導軌處于勻強磁場中,磁場以為界,左側的磁場方向豎直向上,右側的磁場方向水平向右,磁感應強度大小都為B=0.8 T.導軌的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.金屬棒與導軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.2.若在導軌上作用一個方向向左、大小為F=2N的水平拉力,設導軌足夠長,重力加速度g取,試求:
(1)導軌運動的最大加速度;
(2)導軌的最大速度;
(3)定性畫出回路中感應電流隨時間變化的圖線.
解:導軌在外力作用下向左加速運動,由于切割磁感線,在回路中要產(chǎn)生感應電流,導軌的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,導軌受到PQ棒的摩擦力也要變化,因此導軌的加速度要發(fā)生改變.導軌向左切割磁感線時,
有, ①
導軌受到向右的安培力,金屬棒PQ受到向上的安培力,導軌受到PQ棒對它的摩擦力,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) 當剛拉動導軌時,v=0,由①式可知,則由②式可知,此時有最大加速度,即.
(感應電動勢、右手定則、全電路歐姆定律)
(2) 隨著導軌速度v增大,增大而a減小,當a=0時,有最大速度,從②式可得,有
③
將代入①式, 得.
(3)從剛拉動導軌開始計時,t=0時,,I=0,當時,v達到最大,I達到2.5 A,電流I隨時間t的變化圖線如圖所示.
課后練習
1、經(jīng)檢測汽車A的制動性能:以標準速度20m/s,在平直公路上行駛時,制動后40s停下來。現(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車輛,司機立即制動,
關于能否發(fā)生撞車事故,某同學的解答過程是:
“設汽車A制動后40s的位移為S1,貨車B在這段時間內的位移為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。”
你認為該同學的結論是否正確?如果你認為正確,請定性說明理由;如果你認為不正確,請說明理由并求出正確結果。
2、核聚變能是一種具有經(jīng)濟性能優(yōu)越、安全可靠、無環(huán)境污染等優(yōu)勢的新能源.近年來,受控核聚變的科學可行性已得到驗證,目前正在突破關鍵技術,最終將建成商用核聚變電站.一種常見的核聚變反應是由氫的同位素氘(又叫重氫)和氚(又叫超重氫)聚合成氦,并釋放一個中子.若已知氘原子的質量為,氚原子的質量為,氦原子的質量為4.0026u,中子的質量為1.0087u,.
(1)寫出氘和氚聚合的反應方程.
(2)試計算這個核反應釋放出來的能量.
(3)若建一座功率為的核聚變電站,假設聚變所產(chǎn)生的能量有一半變成了電能,每年要消耗多少氘的質量?
(一年按計算,光速,結果取二位有效數(shù)字)
3、如圖所示理想變壓器副線圈匝數(shù)n2=400,當原線圈輸入電壓u1=70.7sin314t(V)時,安培表A1的讀數(shù)為2A,當副線圈增加100匝時,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