《(新課標(biāo))2020版高考物理大二輪復(fù)習(xí) 專題強(qiáng)化訓(xùn)練22 高考計算題解題策略》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(新課標(biāo))2020版高考物理大二輪復(fù)習(xí) 專題強(qiáng)化訓(xùn)練22 高考計算題解題策略(7頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、專題強(qiáng)化訓(xùn)練(二十二)
1.(2019·河北名校聯(lián)盟)某工廠用傾角為37°的傳送帶把貨物由低處運(yùn)送到高處,已知傳送帶長為L=50 m,正常運(yùn)轉(zhuǎn)的速度為v=4 m/s.一次工人剛把M=10 kg的貨物放到傳送帶上的A處時停電了,為了不影響工作的進(jìn)度,工人拿來一塊m=5 kg帶有掛鉤的木板,把貨物放到木板上,通過定滑輪用繩子把木板拉上去.貨物與木板及木板與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)均為0.8.(貨物與木板均可看成質(zhì)點(diǎn),g取10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)為了把貨物拉上去又不使貨物相對木板滑動,求工人所用拉力的最大值;
(2)若工人用F=189 N的恒定拉力
2、把貨物拉到處時來電了,工人隨即撤去拉力,求此時貨物與木板的速度大??;
(3)來電后,還需要多長時間貨物能到達(dá)B處?(不計傳送帶的加速時間)
[解析] (1)設(shè)最大拉力為Fm,貨物與木板之間的靜摩擦力達(dá)到最大值,設(shè)此時的加速度為a1,對貨物分析,根據(jù)牛頓第二定律得
μMgcosθ-Mgsinθ=Ma1,代入數(shù)據(jù)得a1=0.4 m/s2.
對貨物與木板整體分析,根據(jù)牛頓第二定律得
Fm-μ(m+M)gcosθ-(m+M)gsinθ=(m+M)a1,得Fm=192 N.
(2)設(shè)工人拉木板的加速度為a2,根據(jù)牛頓第二定律得
F-μ(m+M)gcosθ-(m+M)gsinθ=(m+M)a
3、2,得a2=0.2 m/s2.
設(shè)來電時貨物與木板的速度大小為v1,根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式得
v=2a2,
代入數(shù)據(jù)得v1=2 m/s.
(3)由于v1<4 m/s,所以來電后貨物與木板繼續(xù)加速,設(shè)加速度為a3,則有μ(m+M)gcosθ-(m+M)gsinθ=(m+M)a3,
代入數(shù)據(jù)得a3=0.4 m/s2.
設(shè)經(jīng)過t1貨物與木板的速度和傳送帶速度相同,v=v1+a3t1,得t1=5 s.
設(shè)t1時間內(nèi)貨物與木板加速的位移為x1,v2-v=2a3x1,得x1=15 m.
共速后,木板與傳送帶相對靜止一起勻速運(yùn)動,設(shè)勻速運(yùn)動的時間為t2,勻速運(yùn)動的位移為x2,則x2=L--x1;
4、得x2=25 m
又t2=
得t2=6.25 s
所以來電后木板和貨物還需要運(yùn)動的時間為:
t=t1+t2=11.25 s.
[答案] (1)192 N (2)2 m/s (3)11.25 s
2.(2019·廣州市普通高中畢業(yè)班測試)傾角為θ的斜面與足夠長的光滑水平面在D處平滑連接,斜面上AB的長度為3L,BC、CD的長度均為3.5L,BC部分粗糙,其余部分光滑.如圖,4個小滑塊左邊均固定一個長為L的輕桿,緊挨在一起排在斜面上,從下往上依次標(biāo)為1、2、3、4,輕桿與斜面平行并與上一個滑塊接觸但不粘連,滑塊1恰好在A處.現(xiàn)將4個滑塊一起由靜止釋放,設(shè)滑塊經(jīng)過D處時無機(jī)械能損失,輕桿
5、不會與斜面相碰.已知滑塊的質(zhì)量均為m并均可視為質(zhì)點(diǎn),滑塊與粗糙斜面間的動摩擦因數(shù)均為tanθ,重力加速度為g.求:
(1)滑塊1剛進(jìn)入BC時,滑塊1上的輕桿所受到的壓力大??;
(2)4個滑塊全部滑上水平面后,相鄰滑塊之間的距離.
[解析] (1)以4個滑塊為研究對象,設(shè)滑塊1剛進(jìn)入BC段時,4個滑塊的加速度為a,由牛頓第二定律有:
4mgsinθ-μ·mgcosθ=4ma
以滑塊1為研究對象,設(shè)剛進(jìn)入BC段時,滑塊1上的輕桿受到的壓力大小為F,由牛頓第二定律有:
F+mgsinθ-μ·mgcosθ=ma
已知μ=tanθ,聯(lián)立可得F=mgsinθ
(2)設(shè)滑塊4剛進(jìn)入BC段
6、時,滑塊的共同速度為v.
此時4個滑塊向下移動了6L的距離,滑塊1、2、3在粗糙段向下移動的距離分別為3L、2L、L.由動能定理有:
4mgsinθ·6L-μ·mgcosθ·(3L+2L+L)=·4mv2
解得v=3
由于動摩擦因數(shù)為μ=tanθ,則4個滑塊都進(jìn)入BC段后,所受合外力為0,各滑塊均以速度v做勻速運(yùn)動.
滑塊1離開BC后勻加速下滑,設(shè)到達(dá)D處時速度為v1,由動能定理有
mgsinθ·3.5L=mv-mv2
解得:v1=4
當(dāng)滑塊1到達(dá)BC邊緣剛要離開粗糙段時,滑塊2正以速度v勻速向下運(yùn)動,且運(yùn)動L距離后離開粗糙段,依次類推,直到滑塊4離開粗糙段.由此可知,相鄰兩個
7、滑塊到達(dá)BC段邊緣的時間差為Δt=,因此到達(dá)水平面的時間差也為Δt=
所以相鄰滑塊在水平面上的間距為d=v1Δt
聯(lián)立解得d=L
[答案] (1)mgsinθ (2)L
3.(2019·吉林摸底)如圖所示,直角坐標(biāo)系xOy的第二象限內(nèi)有一垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場B1,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1=B0,第一象限內(nèi)有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場E(E大小未知),磁場、電場寬均為d,左、右邊界與x軸交點(diǎn)分別為A、C;x軸下方存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場B2(B2大小未知).一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子平行紙面從A點(diǎn)沿與x軸正方向成θ=60°角射入勻強(qiáng)磁場B1,粒子恰好垂直y軸進(jìn)入勻強(qiáng)電場并從C點(diǎn)與x軸正
8、方向成θ=60°角進(jìn)入x軸下方的勻強(qiáng)磁場而擊中A點(diǎn),不計粒子重力,求:
(1)電場強(qiáng)度E的大小.
(2)勻強(qiáng)磁場B2的磁感應(yīng)強(qiáng)度大?。?
(3)粒子從A點(diǎn)出發(fā)回到A所經(jīng)歷的時間t.
[解析] (1)粒子運(yùn)動軌跡如圖所示,則由圖知粒子在兩磁場中運(yùn)動的半徑均為r==d
由B1qv=m知v==
由圖知OD=r-rcos60°==d
粒子在電場中做類平拋運(yùn)動,令粒子在電場中運(yùn)動時間為t2,則
d=vt2,d=·t
聯(lián)立得E=,
t2=.
(2)令粒子在C點(diǎn)的速度為vC,則vC=2v=
由B2qvC=m得B2=,代入vC、r得B2=2B0.
(3)粒子在磁場B1中的運(yùn)動時
9、間為t1=×=
粒子在磁場B2中的運(yùn)動時間為t3=×=
所以粒子從A點(diǎn)出發(fā)回到A所經(jīng)歷的時間t=t1+t2+t3=m.
[答案] (1) (2)2B0 (3)m
4.(2019·武漢市高中畢業(yè)班調(diào)研)如圖所示,足夠長的金屬導(dǎo)軌MNC和PQD平行且間距為L,所在平面與水平面夾角分別為α=37°和β=53°,導(dǎo)軌兩側(cè)空間均有垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(圖中未畫出),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.均勻金屬棒ab和ef質(zhì)量均為m,長均為L,電阻均為R.運(yùn)動過程中,兩金屬棒與導(dǎo)軌保持良好接觸,始終垂直于導(dǎo)軌,金屬棒ef與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ=0.5,金屬棒ab光滑.導(dǎo)軌電阻不計,重力加速度大小為g,si
10、n37°=0.6,cos37°=0.8.
(1)若將棒ab鎖定,由靜止釋放棒ef,求棒ef最終運(yùn)動的速度大小v1;
(2)在(1)問的條件下,若棒ef經(jīng)過時間t達(dá)到第(1)問中的速度v1,求此過程中棒ef下滑的距離x;
(3)若兩金屬棒均光滑,同時由靜止釋放,試在同一圖中定性畫出兩棒運(yùn)動的v-t圖線.(ab棒取沿導(dǎo)軌向上為正方向,ef棒取沿導(dǎo)軌向下為正方向)
[解析] (1)棒ef最終勻速運(yùn)動,受力如圖,由力的平衡條件有
mgsinβ=μmgcosβ+F①
由安培力公式得
F=BI1L②
由閉合電路歐姆定律得
I1=③
由法拉第電磁感應(yīng)定律得
E=BLv1④
聯(lián)立①②③④式,解得
v1=⑤
(2)棒ef由靜止釋放到速度為v1,經(jīng)過的時間為t,對棒ef,由動量定理有
mgtsinβ-μmgtcosβ-B2Lt=mv1-0⑥
由閉合電路歐姆定律有2=⑦
由法拉第電磁感應(yīng)定律有=⑧
回路磁通量的變化量ΔΦ=BLx⑨
聯(lián)立⑥⑦⑧⑨式,解得
x=-⑩
(3)最終棒ef沿導(dǎo)軌勻加速下滑,棒ab沿導(dǎo)軌勻加速上滑,加速度相同.其v-t圖線如下.
[答案] (1) (2)- (3)見解析
7