2018-2019高考物理二輪復(fù)習(xí) 計算題規(guī)范練4.doc

計算題規(guī)范練41(2018東北三校聯(lián)考)小軍看到打樁機(jī)，對打樁機(jī)的工作原理產(chǎn)生了興趣他構(gòu)建了一個打樁機(jī)的簡易模型，如圖甲所示他設(shè)想，用恒定大小的拉力F拉動繩端B，使物體從A點(diǎn)(與釘子接觸處)由靜止開始運(yùn)動，上升一段高度后撤去F，物體運(yùn)動到最高點(diǎn)后自由下落并撞擊釘子，將釘子打入一定深度按此模型分析，若物體質(zhì)量m1 kg，上升1 m高度時撤去拉力，撤去拉力前物體的動能Ek與上升高度h的關(guān)系圖象如圖乙所示(g取10 m/s2，不計空氣阻力)(1)求物體上升到0.4 m高度處F的瞬時功率；(2)若物體撞擊釘子后瞬間彈起，且使其不再落下，釘子獲得20 J的動能向下運(yùn)動，釘子總長為10 cm，撞擊前插入部分可以忽略，不計釘子重力已知釘子在插入過程中所受的阻力Ff與深度x的關(guān)系圖象如圖丙所示，求釘子能夠插入的最大深度解析：(1)撤去F前物體運(yùn)動過程中，根據(jù)動能定理有(Fmg)hEk0，即Ek(Fmg)h，Ekh圖象的斜率為kFmg，由圖象乙知，斜率為k20 N，解得F30 N.又由圖象乙，h0.4 m時，Ekmv28 J，解得v4 m/s，瞬時功率PFFv120 W.(2)由圖象丙知，碰撞后釘子所受的阻力Ff與深度x成正比，斜率k105 N/m，設(shè)釘子插入的最大深度為xm，對釘子應(yīng)用動能定理得xm0Ek0，由圖象丙知kxm，又Ek020 J，解得xm0.02 m.答案：(1)120 W(2)0.02 m2下雨是常見的自然現(xiàn)象，如果雨滴下落為自由落體運(yùn)動，則雨滴落到地面時，對地表動植物危害十分巨大，實(shí)際上，動植物都沒有被雨滴砸傷，因?yàn)橛甑蜗侣鋾r不僅受重力，還受空氣的浮力和阻力，才使得雨滴落地時不會因速度太大而將動植物砸傷某次下暴雨，質(zhì)量m2.5105 kg的雨滴，從高h(yuǎn)2 000 m的云層下落(g取10 m/s2)(1)如果不考慮空氣浮力和阻力，雨滴做自由落體運(yùn)動，落到地面經(jīng)t11.0105 s速度變?yōu)榱?，因?yàn)橛甑魏偷孛孀饔脮r間極短，可認(rèn)為在t1內(nèi)地面對雨滴的作用力不變且不考慮雨滴的重力，求雨滴對地面的作用力大小(2)考慮到雨滴同時還受到空氣浮力和阻力的作用，設(shè)雨滴落到地面的實(shí)際速度為8 m/s，落到地面上經(jīng)時間t23.0104 s速度變?yōu)榱悖趖2內(nèi)地面對雨滴的作用力不變且不考慮雨滴的重力，求雨滴對地面的作用力大小以及該雨滴下落過程中克服空氣浮力和阻力所做功的和解析：(1)不考慮空氣浮力和阻力，雨滴做自由落體運(yùn)動，雨滴自由落體運(yùn)動的末速度為v m/s200 m/s.取豎直向上為正方向，對雨滴和地面作用的過程，運(yùn)用動量定理得：Ft10mv，代入數(shù)據(jù)解得F500 N.根據(jù)牛頓第三定律，雨滴對地面的作用力大小為500 N.(2)對雨滴和地面作用的過程，由動量定理得Ft20mv，據(jù)題v8 m/s，代入數(shù)據(jù)解得F N，根據(jù)牛頓第三定律，雨滴對地面的作用力大小為 N，雨滴下落過程，根據(jù)動能定理得mghWmv20，解得：克服空氣浮力和阻力所做功的和W0.5 J.答案：(1)500 N(2) N0.5 J3如圖所示，傾角60的傾斜平行直軌道與豎直面內(nèi)的平行圓形軌道平滑對接，軌道之間距離為L，圓形軌道的半徑為r.在傾斜平行軌道上半部分處有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的垂直于軌道平面的勻強(qiáng)磁場，磁場區(qū)域足夠大，圓形軌道末端接有一阻值為R的電阻質(zhì)量為m的金屬棒從距軌道最低點(diǎn)C高度為H處靜止釋放，運(yùn)動到最低點(diǎn)C時的速度大小vC，金屬棒及軌道電阻不計，摩擦不計，求：(1)金屬棒中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值Em；(2)金屬棒下滑過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量Q；(3)金屬棒能否通過圓形軌道的最高點(diǎn)D？若能通過，求在此點(diǎn)時金屬棒對軌道的壓力解析：(1)磁場區(qū)域足夠大，金屬棒由靜止開始先做變加速運(yùn)動，當(dāng)重力沿導(dǎo)軌向下的分力與安培力平衡時，金屬棒在磁場中運(yùn)動的速度最大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢也最大設(shè)在磁場中達(dá)到的最大速度為vm，有EmBLvm.根據(jù)閉合電路歐姆定律有Im，根據(jù)平衡條件有mgsinBImL，解得Em.(2)根據(jù)能量守恒定律，金屬棒下滑過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量等于金屬棒損失的機(jī)械能，所以有QmgHmv，解得Qmg(H3r)(3)假設(shè)金屬棒能通過圓形軌道的最高點(diǎn)D，則金屬棒由C點(diǎn)運(yùn)動到D點(diǎn)機(jī)械能守恒，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有mvmvmg2r解得vD.金屬棒通過圓形軌道最高點(diǎn)D時，根據(jù)牛頓第二定律及向心力公式有FNDmgm，解得FNDmg，所以金屬棒能通過最高點(diǎn)由牛頓第三定律可知，金屬棒通過圓形軌道最高點(diǎn)D時對軌道的壓力FNDFNDmg，方向豎直向上答案：(1)(2)mg(H3r)(3)能mg方向豎直向上