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1、2022高考物理二輪復(fù)習(xí) 計(jì)算題專項(xiàng)訓(xùn)練 25分鐘規(guī)范訓(xùn)練4
1.(12分)(2018·江西省南昌二中、臨川一中模擬)如圖所示,有一質(zhì)量m=1kg的小物塊,在平臺(tái)上以初速度v0=3m/s水平拋出,到達(dá)C點(diǎn)時(shí),恰好沿C點(diǎn)的切線方向進(jìn)入固定在水平地面上的半徑R=0.5m的粗糙圓弧軌道,最后小物塊滑上緊靠軌道末端D點(diǎn)的質(zhì)量為M=3kg的長(zhǎng)木板,木板上表面與圓弧軌道末端切線相平,木板下表面與水平地面之間光滑接觸,當(dāng)小物塊在木板上相對(duì)木板運(yùn)動(dòng)l=1m時(shí),與木板有共同速度,小物塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.3,C點(diǎn)和圓弧的圓心連線與豎直方向的夾角θ=53?,不計(jì)空氣阻力,取g=10m/s2,sin5
2、3?=0.8,cos53?=0.6。求:
(1)A、C兩點(diǎn)的高度差h;
(2)物塊剛要到達(dá)圓弧軌道末端D點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力;
(3)物塊通過(guò)圓弧軌道克服摩擦力做的功。
[解析] (1)小物塊到C點(diǎn)時(shí)的速度豎直分量為
vCy=v0tan53?=4m/s
下落的高度h==0.8m
(2)小物塊在木板上滑行達(dá)到共同速度的過(guò)程
木板的加速度大?。篴1==1m/s2
物塊的加速度大?。篴2==3m/s2
由題意得:a1t=vD-a2t
vDt-a2t2-a1t2=l
聯(lián)立以上各式并代入數(shù)據(jù)解得vD=2m/s
小物塊在D點(diǎn)時(shí)由牛頓第二定律得FN-mg=m
代入數(shù)據(jù)解得FN=2
3、6N由牛頓第三定律得物塊對(duì)軌道壓力大小為26N,方向豎直向下。
(3)小物塊由A到D的過(guò)程中,由動(dòng)能定理得
mgh+mgR(1-cos53?)-W=mv-mv
代入數(shù)據(jù)解得W=10.5J
2.(20分)(2018·貴州省貴陽(yáng)市高三5月模擬)如圖所示,一邊長(zhǎng)為2R的正方形與半徑為R的圓相切,兩區(qū)域內(nèi)有大小相等方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。M是正方形左邊長(zhǎng)的中點(diǎn),O點(diǎn)是圓的圓心,M、O、N三點(diǎn)共線。若把比荷為、重力不計(jì)的兩個(gè)帶正電的粒子分別從M、N兩點(diǎn)以速度v0沿MON直線相向進(jìn)入磁場(chǎng)。它們?cè)诖艌?chǎng)中運(yùn)動(dòng)相同的時(shí)間,并以相同的方向離開磁場(chǎng),若從N點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)的帶電粒子的速度大小變?yōu)?v0,并改變其速度方
4、向,該粒子將從M點(diǎn)離開磁場(chǎng)。求:
(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大?。?
(2)粒子從N點(diǎn)以2v0進(jìn)入磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)的總時(shí)間。
[解析] (1)如圖所示,只有當(dāng)帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)圓周時(shí),兩個(gè)粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間才相同(如圖中實(shí)線),粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的向心力由洛倫茲力提供qv0B=,
由幾何關(guān)系可知,帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r=R 所以B=;
(2)如圖所示,當(dāng)帶電粒子在圓形磁場(chǎng)中從N進(jìn)入從M點(diǎn)射出,粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的向心力由洛倫茲力提供q(2v0)B=
解得r′=2R
所以△MO2P和△PNO1都是正三角形,該粒子在兩個(gè)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間t=,T=,
聯(lián)立解得:t=。