2009届高三物理中档计算题强化训练

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2009届高三物理中档计算题强化训练 3、如图所示,可视为质点的三物块A、B、C放在倾角为300、长L=2m的固定斜面上,物块与

斜面间的动摩擦因数μ=7380,A与B紧靠在一起,C紧靠在固定挡板上,三物块的质量分别为mA=0.80kg、mB=0.64kg、mC=0.50kg,其中A不带电,B、C的带电量分别为qB

=+4.0×10-5C、qC=+2.0×10-5C且保持不变,开始时三个物块均能保持静止且与斜面间均

无摩擦力作用.如果选定两点电荷在相距无穷远处的电势能为0,则相距为r时,两点电

荷具有的电势能可表示为12pqqEkr.现给A施加一平行于斜面向上的力F,使A在斜面上作加速度a=1.5m/s2的匀加速直线运动,经过时间t0,力F变为恒力,当A运动到斜面顶端时撤去力F.已知静电力常量k=9.0×109N·m2/C2,g=10m/s2.求: (1)未施加力F时物块B、C间的距离; (2)t0时间内A上滑的距离; (3)t0时间内库仑力做的功; (4)力F对A物块做的总功.

3、解:(1)A、B、C处于静止状态时,设B、C间距离为L1, 则 C对B的库仑斥力

02

1

CBkqqFL (1分)

以A、B为研究对象,根据力的平衡 0)sin30ABFmmg0((1分) 联立解得 L1=1.0m (1分) (2)给A施加力F后, A、B沿斜面向上做匀加速直线运动,C对B的库仑斥力逐渐减小,A、B之间的弹力也逐渐减小.经过时间t0,B、C间距离设为L2,A、B两者间弹力减小到零,此后两者分离,力F变为恒力.则t0时刻C对B的库仑斥力为

02

2

CBkqqFL ① (1分)

以B为研究对象,由牛顿第二定律有 000sin30cos30BBBFmgmgma

② (1分)

联立①②解得 L2=1.2m 则t0时间内A上滑的距离 21

Δ0.2mLLL (1分)

(3)设t0时间内库仑力做的功为W0,由功能关系有

12120

12

qqqqWkkLL (1分)

代入数据解得 01.2JW ③ (1分) (4)设在t0时间内,末速度为v1,力F对A物块做的功为W1,由动能定理有 21011()2GfABWWWWmmv

④ (1分)

而 0()sin30GABWmmgL ⑤ 0()cos30fABWmmgL

212ΔvaL ⑦ (1分)

由③~⑦式解得 11.05WJ (1分) 经过时间t0后,A、B分离,力F变为恒力,对A由牛顿第二定律有 00sin30cos30AAAFmgmgma ⑧ (1分)

力F对A物块做的功 22()WFLL ⑨ 由⑧⑨式代入数据得 25JW (1分) 则力F对A物块做的功 126.05JWWW 12、一辆汽车质量为1×103kg ,最大功率为2×104W,在水平路面由静止开始作直线运动,最大速度为v2,运动中汽车所受阻力恒定.发动机的最大牵引力为3×

103N ,其行驶过程中牵引力F与车速的倒数v1的关系如图所示.试求 (1)根据图线ABC判断汽车作什么运动? (2)v2的大小; (3)整个运动中的最大加速度; (4)当汽车的速度为10m/s时发动机的功率为多大?

解:(1)图线AB牵引力F不变,阻力f不变,汽车作匀加速直线运动,图线BC的斜率表示汽车的功率P,P不变,则汽车作加速度减小的加速运动,直至达最大速度v2,此后汽车作匀速直 线运动。 (2分) (2)汽车速度为v2,牵引力为F1=1×103 N,

smsmFPvm/20/1011023412 (3分)

(3)汽车做匀加速直线运动时的加速度最大 阻力NNvPfm10002010242 (1分)

223

3/2/1010)13(smsmmfFam (3分)

(4)与B点对应的速度为smsmFPvmm/67.6/103102341 (1分) 当汽车的速度为10m/s时处于图线BC段,故此时的功率为最大 Pm =2×104W (2分)

9.如图所示,为小球平抛运动的频闪照片,闪光频率为20fHz。关于实验频闪照片背景上每小方格边长L以及小球平抛的初速度0v和小球在c点的瞬时速度大小cv(2/10smg),一同学解答如下: 110.0520Tssf,

(1)2211100.051.2522LgTmcm, (2)20221.25100.50.05LvmsmsT, (3)22100.051cyvgtgTmsms, 222200.511.25ccyvvvmsms

经检查,计算无误。该同学所得结论是否有错误之处?若有请予以更正。

9.解:该同学所得结论有错误之处。(2分) (1)22100.052.5LsgTmcm(2分)

0)10(3NF)(11smv1

1v2

1v

ABC1

2

3 (2)20222.51010.05LvmsmsT(2分) (3)22211()22baaahhgtTgtsgT(2分) 10.0252atTs

(2)100.1251.25cycavgtgtTmsms 2222011.251.6ccyvvvmsms(2分)

12.汽车正以10m/s1v的速度在平直公路上行驶,突然发现正前方有一辆自行车以4m/s2v的速度作同方向的匀速直线运动,汽车立即关闭油门作加速度大小为

2m/s6.0a

的匀减速运动,汽车恰好没有碰上自行车,求关闭油门时汽车与自行车的距离。 某同学是这样解的:

汽车的关闭油门后的滑行时间和滑行距离分别为:at1v;as2211v 在相同时间内,自行车的前进的距离为: tvs22 关闭油门时汽车与自行车的距离为:21sss „„„„„„„„ 你认为这位同学的解法是否合理?若合理,请完成计算;若不合理,请说明理由,并用你自己的方法算出正确结果. 12.评分标准:回答“不合理”1分,理由正确2分 理由:能满足题设的汽车恰好不碰上自行车的临界条件是:当汽车减速到与自行车速度相等时,它们恰好相遇,而不是汽车减速到0时相遇。 正确解法:

汽车减速到与自行车速度相等时,所用时间为:savvt1021 1分

在此时间内,汽车滑行距离为:;masvv70222211 2分 自行车的前进的距离为:mtvs4022 2分 关闭油门时汽车与自行车的距离为:msss3021 2分 14.如图所示,在水平地面上有一个长L=1.5m,高h = 0.8m的长方体木箱,其质量为M=1kg,与地面的动摩擦因数μ=0.3。在它的上表面的左端放有一质量为m =4kg的小铁块,铁块与木箱的摩擦不计。开始它们均静止。现对木箱施加一水平向左的恒力F=27N。(g=10m/s2)问: (1)经过多长时间铁块从木箱上滑落? m

M F m M F

(2)铁块滑落前后木箱的加速度1a与2a之比。 (3)铁块着地时与木箱右端的水平距离S。 14.(12分) (1)f1=(M+m)g=0.3(1+4)×10N=15N ① 1分

a1=2212715/12/1FfmsmsM ② 2分

11

221.50.512stas ③ 1分

(2)f2=Mg=0.3×1×10N=3N ④ 1分 a2=222273/24/1FfmsmsM ⑤ 2分

12

121

242aa ⑥ 1分

(3)v0=a1t1=12×0.5m/s=6m/s ⑦ 1分 t2=ssgh4.0108.022 ⑧ 1分

S= v0t2+21a2t22 1分 =(6×0.4+21×24×0.42)m=4.32m ⑨ 1分 25.如右图所示,长为L的绝缘细线两端各系一小球,球a带电荷量为+q,固定于O点;球b带电荷量为-q,质量为m.它们处在竖直向下的匀强电场中.(静电力常量为k) (1)已知b球能在竖直面内沿图中虚线所示轨道做匀速圆周运动,则它的速度至少应为多大? (2)若将电场方向改为水平向左,场强大小保持不变,让b球在一条倾斜的且轨道平面与原来垂直的轨道上做变速圆周运动,则轨道平面与水平面的夹角为多大?若在此轨道上b球刚好做圆周运动,b球运动过程中的最大速度为多少? 25 (1)小球能在竖直面内做匀速圆周运动,说明电场力与重力相等,即F=G=mg,,速度最小时,拉力F=0 ①

由牛顿第二定律得kLvmLqn222② 解得vn=qmLk③ (2)由于F=G,所以电场力与重力的合力F合与水平面的夹解为θ=45°. 所以轨道平面与水平面的夹角也应为45°,才能保证b球在与原来垂直的倾斜轨道上做圆周运动④

设b球在轨道最高点时速度为v1,在最低点时速度为v2则在最高点:F合+ kLvmLq2122⑤ 而F合=mg2⑥ 从最高点到最低点过程据动能定理