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1、
25分鐘規(guī)范訓練(三)
1.(12分)(2018·山東省濰坊市高三下學期一模)2022年冬奧會將在北京舉行,為訓練運動員的判斷力和身體應變力,在一直徑為200m的圓形滑冰場上,教練和運動員分別站在直徑AB的兩端。教練從A端沿冰面擊出冰球的同時,運動員開始從B點沿直線勻加速運動,在冰球離開圓形場地前攔住冰球。教練若沿AB方向以20m/s的速度擊出冰球。運動員不攔截冰球,球恰好能沿冰面滑到B點,sin53°=0.8,g=10m/s2。求:
(1)冰球與冰面間的摩擦因數(shù);
(2)若教練沿與AB成53°角的方向以16m/s的速度將冰球擊出,為保證攔截成功,運動員的加速度至少多大。
[解
2、析] 由A至B冰球做勻減速運動,由牛頓運動定律和運動學公式求出冰球與冰面間的摩擦因數(shù);為保證攔截成功,運動員加速運動,根據(jù)幾何關系和運動學公式求出運動員的加速度。
(1)由A至B冰球做勻減速運動μmg=ma
由運動學公式有0-v=-2ad
解得μ=0.10
(2)由幾何關系可得x球=dcos53°
x人=dsin53°
球到達圓周的時間為t,則有x球=v2t-at2
解得t=12s或t=20s(舍去)
運動員加速度至少為a′,則有x人=a′t2
解得a′=m/s2
2.(20分)(2018·河南省信陽市高考前模擬 )如圖,以豎直向上為y軸正方向建立直角坐標系;該真空中存在方
3、向沿x軸正向、場強為E的勻強電場和方向垂直xoy平面向外、磁感應強度為B的勻強磁場;原點O處的離子源連續(xù)不斷地發(fā)射速度大小和方向一定、質(zhì)量為m、電荷量為-q(q>0)的粒子束,粒子恰能在xoy平面內(nèi)做直線運動,重力加速度為g,不計粒子間的相互作用。
(1)求粒子運動到距x軸為h所用的時間;
(2)若在粒子束運動過程中,突然將電場變?yōu)樨Q直向下、場強大小變?yōu)镋′=,求從O點射出的所有粒子第一次打在x軸上的坐標范圍(不考慮電場變化產(chǎn)生的影響);
(3)若保持E、B初始狀態(tài)不變,僅將粒子束的初速度變?yōu)樵瓉淼?倍,求運動過程中,粒子速度大小等于初速度λ倍(0<λ<2)的點所在的直線方程。
4、[解析] (1)由題設做直線運動可知,粒子必須做勻速直線運動,重力、電場力和磁場力三個力的合力為零,設重力與電場力合力與 -x軸夾角為 θ,
則qv0B=,又=v0t,其中cos θ=
解得:t=
(2)圓周運動滿足: qv0B=
由圖可知最大的橫坐標為x1=
解得:x1=
最小橫坐標:x2=2rcos θ
解得:x2=
≤x≤
(3)粒子束的初速度變?yōu)樵瓉淼?倍,則粒子不能做勻速直線運動,粒子必發(fā)生偏轉(zhuǎn),洛倫茲力不做功,電場力和重力對粒子所做的總功必不為零,那么設離子運動到位置坐標(x,y)滿足速率v′為初速度大小v0′的λ倍,則根據(jù)動能定理:-qEx-mgy=mv′2-mv0′2=m(λ2-1)v0′2;因為粒子束的初速度變?yōu)樵瓉淼?倍,即v0′=2v0,所以,-qEx-mgy=2m(λ2-1)v;所以,-qEx-mgy=2m(λ2-1)·;
所以,y=x-
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