2018-2019高考物理二輪復(fù)習(xí) 計(jì)算題規(guī)范練4.doc
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計(jì)算題規(guī)范練41(2018東北三校聯(lián)考)小軍看到打樁機(jī),對(duì)打樁機(jī)的工作原理產(chǎn)生了興趣他構(gòu)建了一個(gè)打樁機(jī)的簡(jiǎn)易模型,如圖甲所示他設(shè)想,用恒定大小的拉力F拉動(dòng)繩端B,使物體從A點(diǎn)(與釘子接觸處)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),上升一段高度后撤去F,物體運(yùn)動(dòng)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(shí)撤去拉力,撤去拉力前物體的動(dòng)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(jì)空氣阻力)(1)求物體上升到0.4 m高度處F的瞬時(shí)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(dòng)能向下運(yùn)動(dòng),釘子總長(zhǎng)為10 cm,撞擊前插入部分可以忽略,不計(jì)釘子重力已知釘子在插入過(guò)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(dòng)過(guò)程中,根據(jù)動(dòng)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(shí),Ekmv28 J,解得v4 m/s,瞬時(shí)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(duì)釘子應(yīng)用動(dòng)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(jiàn)的自然現(xiàn)象,如果雨滴下落為自由落體運(yùn)動(dòng),則雨滴落到地面時(shí),對(duì)地表動(dòng)植物危害十分巨大,實(shí)際上,動(dòng)植物都沒(méi)有被雨滴砸傷,因?yàn)橛甑蜗侣鋾r(shí)不僅受重力,還受空氣的浮力和阻力,才使得雨滴落地時(shí)不會(huì)因速度太大而將動(dòng)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(dòng),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(shí)間極短,可認(rèn)為在t1內(nèi)地面對(duì)雨滴的作用力不變且不考慮雨滴的重力,求雨滴對(duì)地面的作用力大小(2)考慮到雨滴同時(shí)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(shí)間t23.0104 s速度變?yōu)榱?,在t2內(nèi)地面對(duì)雨滴的作用力不變且不考慮雨滴的重力,求雨滴對(duì)地面的作用力大小以及該雨滴下落過(guò)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(dòng),雨滴自由落體運(yùn)動(dòng)的末速度為v m/s200 m/s.取豎直向上為正方向,對(duì)雨滴和地面作用的過(guò)程,運(yùn)用動(dòng)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(duì)地面的作用力大小為500 N.(2)對(duì)雨滴和地面作用的過(guò)程,由動(dòng)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(duì)地面的作用力大小為 N,雨滴下落過(guò)程,根據(jù)動(dòng)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(duì)接,軌道之間距離為L(zhǎng),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(chǎng),磁場(chǎng)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?kù)o止釋放,運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)C時(shí)的速度大小vC,金屬棒及軌道電阻不計(jì),摩擦不計(jì),求:(1)金屬棒中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em;(2)金屬棒下滑過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的熱量Q;(3)金屬棒能否通過(guò)圓形軌道的最高點(diǎn)D?若能通過(guò),求在此點(diǎn)時(shí)金屬棒對(duì)軌道的壓力解析:(1)磁場(chǎng)區(qū)域足夠大,金屬棒由靜止開(kāi)始先做變加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)重力沿導(dǎo)軌向下的分力與安培力平衡時(shí),金屬棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度最大,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也最大設(shè)在磁場(chǎng)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(guò)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(guò)圓形軌道的最高點(diǎn)D,則金屬棒由C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)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(guò)圓形軌道最高點(diǎn)D時(shí),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(guò)最高點(diǎn)由牛頓第三定律可知,金屬棒通過(guò)圓形軌道最高點(diǎn)D時(shí)對(duì)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- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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