2017-2018學(xué)年高考物理二輪復(fù)習(xí)專題檢測(二十五)題型技法——3步穩(wěn)解物理計算題

1、專題檢測(二十五)題型技法 3 步穩(wěn)解物理計算題1. (2018 屆高三樂山六校聯(lián)考)在短道速滑世錦賽女子 500 米決賽中，接連有選手意 外摔倒，由于在短道速滑比賽中很難超越對手，因而在比賽開始階段每個選手都要以最大的加速度加速，在過彎道前超越對手。為提高速滑成績，選手在如下場地進行訓(xùn)練：賽道的直道長度為L= 30 m 彎道半徑為R= 2.5忽略冰面對選手的摩擦力，且冰面對人的彈力沿身體方向。在過彎道時，身體與冰面的夾角0的最小值為 45，直線加速過程視為勻加速過程，加速度a= 1 m/s2。若訓(xùn)練過程中選手沒有減速過程，為保證速滑中不出現(xiàn)意外情況，選手在直道上速滑的最短時間為多少？(g取

2、10 m/s2)解析：若選手在直道上一直加速，選手能達到的最大速度為根據(jù)運動學(xué)公式有V12= 2aL解得V1=60 m/s設(shè)選手過彎道時，允許的最大速度為V2此時選手過彎道時的向心力為F=mgtan 452根據(jù)牛頓第二定律和圓周運動的知識有F=mi解得V2= 5 m/s由于V1V2,因而選手允許加速達到的最大速度為V2設(shè)選手在直道上加速的最大距離為X,根據(jù)運動學(xué)公式有V22= 2ax設(shè)選手在直道上加速運動的時間為、t1,勻速運動的時間為t2,則有V2=at1,Lx=V2t2選手在直道上運動的最短時間為t=t1+t2聯(lián)立解得t= 8.5 s。答案：8.5 s2.為了研究過山車的原理，某物理小組提

3、出了下列的設(shè)想： 取一 個與水平方向夾角為0= 60，長為L1= 2 3 m 的傾斜軌道AB,通 過微小圓弧與長為L2= 23m 的水平軌道BC相連，然后在C處設(shè)計一個豎直完整的光滑圓軌道，如圖所示。現(xiàn)將一個小球從距A點高為h=0.9 m 的水平臺面上以一定的初速度V0水平彈出，到A點時速度方向恰沿AB方向，并沿傾斜軌道滑下。已知小球與AB和BC間的動摩擦因數(shù)均為=乎。g取 10 m/s2，求：3(1)小球初速度V0的大?。恍∏虻竭_C點時速度VC的大小;3(3)要使小球不離開軌道，則豎直圓弧軌道的半徑R應(yīng)該滿足什么條件。解析：(1)由平拋運動：Vy2= 2gh得vy=2gh=2X10X0.9

4、m/s=3 2 m/sVyA點 tan 60 =Vo3 2m/s =6 m/s。從水平拋出到C點，由動能定理得:1212mh+L1Sin0)卩mgLcos0 - imgL=-mc-m0得vc= 3：.：6 m/s。小球恰好能過最高點時,2mvmg=百百由機械能守恒得 蘇2= 2mg菇 茹解得R= 1.08 m當(dāng)小球剛能達到與圓心等高時 |mc2=mgR解得皆 2.7 m當(dāng)圓軌道與AB相切時F3=BC-tan 601.5 m即圓軌道的半徑不能超過1.5 m綜上所述，要使小球不離開軌道，R應(yīng)該滿足的條件是0Rc 1.08 m。Vi I答案：(1)：6 m/s (2)36 m/s (3)0in0 k

5、1img= ma解得：a1= 3 m/s2、12 j 2久由公式vV0= 2a1X0Ji/ V解得：v= 25 m/s。(2)設(shè)貨車在避險車道上行駛的加速度大小為mgina +k2mg= ma2解得：a2= 12.5 m/s由v2 0= 2a2X解得：x= 25 m。答案：(1)25 m/s (2)25 m2如圖所示，兩個完全相同的質(zhì)量為m的木板A B置于水平地面上，它們的間距s=a1,由牛頓第二定律可知:a2,由牛頓第二定律可知:122.88 m。質(zhì)量為 2m大小可忽略的物塊C置于A板的左端。C與A之間的動摩擦因數(shù)卩1=0.22 ,A B與水平地面之間的動摩擦因數(shù)為卩2= 0.10，最大靜摩

6、擦力可以認(rèn)為等于滑動摩132擦力。開始時，三個物體處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)給C施加一個水平向右，大小為 5mg的恒力F,假定木板A、B碰撞時間極短且碰撞后粘連在一起，要使C最終不脫離木板，每塊木板的長2度至少應(yīng)為多少？ (g取 10 m/s )解析：第一階段拉力F小于C A間最大靜摩擦力，因此C A共同加速到與B相碰。該過程對C A整體用動能定理有A B相碰瞬間，A B系統(tǒng)動量守恒mv= (m n)V2碰后共同速度V2= 53 m/s。2C在AB上滑行全過程，以A B C整體為研究對象，所受滑動摩擦力卩2 4mg-mg5與拉力F平衡，則系統(tǒng)所受合外力為零，動量守恒，根據(jù)題意，應(yīng)使C滑到B右端時三者恰好

7、達到共同速度，即2mv+ 2mv= 4mv因此共同速度v= 5 ,3 m/s。C在A B上滑行過程中，設(shè)木板A、B向前運動位移為x,由運動學(xué)公式可得vi2v2= 2ai(2L+x)2 2vV2= 2a2x其中i2mg- F= 2ma, 卩i2mg-卩2mg=2ma代入數(shù)據(jù)解得L= 0.3 m。答案：0.3 m3回旋加速器的工作原理如圖甲所示，置于真空中的D 形金屬盒半徑為 R,兩盒間狹縫的間距為d,磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場與盒面垂直，被加速粒子的質(zhì)量為m電荷量為+q,加在狹縫間的交變電壓如圖乙所示，電壓值的大小為U0。周期T=。一束該粒子=qB在 0時間內(nèi)從A處均勻地飄入狹縫，其初速度視為零。

8、現(xiàn)考慮粒子在狹縫中的運動時間， 假設(shè)能夠出射的粒子每次經(jīng)過狹縫均做加速運動，不考慮粒子間的相互作用。求:33mg s=gmv解得Vi=5 .3 m/s。14nmUdlooqRI= 2 m 的水平絕緣臺面BC處于豎直向上的勻強電場中，a、b是兩個b滑塊的質(zhì)量是a滑塊質(zhì)量的 5 倍，b滑塊不帶電，放在水平臺面1出射粒子的動能Em；粒子從飄入狹縫至動能達到Em所需的總時間tb；(3)要使飄入狹縫的粒子中有超過99%能射出，d應(yīng)滿足的條件。2解析：(1)粒子運動半徑為R時qvB=nmR且Em= qmV解得Em=警。(2)粒子被加速n次達到動能 氏，則Em=nqU粒子在狹縫間做勻加速運動，設(shè)n次經(jīng)過狹縫

9、的總時間為At，加速度a=需12勻加速直線運動nd= qa(At)由to=(n1)T+At,解得to=n2BRd_ qBl2Ub(3)只有在 bAt時間內(nèi)飄入的粒子才能每次均被加速，則所占的比例為TTt由n99%解得nmUd100qBaRnBR+2BRdnmRU0qB4如圖所示，長形狀相同的金屬小滑塊,15的右邊緣C處，臺面左端B平滑地連接半徑為R= 0.32 m 的光滑半圓環(huán)AB光滑半圓環(huán)處在勻強電場之外。已知a滑塊帶正電荷，與臺面間的動摩擦因數(shù)為卩=0.45。開始時給a滑塊一個水平向右的初速度，大小為Vo= 10 m/s，滑塊恰好能在臺面上做勻速運動，之后與b滑塊發(fā)生彈性正碰，碰后b滑塊落

10、到地面上。設(shè)碰撞時間極短，碰后總電荷量沒有損失且平分，a滑塊還在桌面上，且平臺右端的電場足夠?qū)挘挥媋、b間的庫侖力。已知臺面高度h= 0.5 m ,g取 10 m/s2,碰撞后a滑塊恰好能通過圓環(huán)的最高點，求滑塊b落地時的速度。2VAmgrm-如宀mg2R+ mV?2 2VB=5gR=4 m/s設(shè)滑塊a、b碰撞后的速度分別為Va、Vb,a碰撞前帶電荷量為q,則a、b碰撞前有Eq1 1=mg a、b碰撞后，總電荷量沒有損失且平分，則Eq=mg所以滑塊a由C滑到B有-卩-gmgl=抽-抽2代入數(shù)據(jù)，求得Va= 5 m/s規(guī)定向右為正方向，則滑塊a、b碰撞時mv=mv+ 5mv代入數(shù)據(jù)得Vb= 3

11、 m/s碰撞后，滑塊b做類平拋運動，等效重力加速度15m mg-=0.9g5m落地時豎直方向的速度Vy=/2ah=2x0.9x10X0.5 m/s=3 m/s故落地時速度的大小為V=Vy2+Vb2= 3 2 m/s速度方向與水平方向成45 角。答案：3 2 m/s，方向與水平方向成45角解析：設(shè)滑塊a的質(zhì)量為m,滑塊a恰能過A點時有滑塊a由B沿圓環(huán)運動到A,根據(jù)機械能守恒有a=B175.在真空中，邊長為 3L的正方形區(qū)域ABCD分成相等的三部分，左右兩側(cè)為勻強磁場,18中間區(qū)域為勻強電場，如圖所示，左側(cè)磁場的磁感應(yīng)強度大小為卄弊方向垂直紙面向外；右側(cè)磁場的磁感應(yīng)強度大小為R=亠話實方向垂直于紙面向里；中間區(qū)域電場方向與正方形區(qū)域的上下邊界平行。一質(zhì)量為m電荷量為+q的帶電粒子從平行金屬板的正極 板開始由靜止被加速，加速電壓為U,加速后粒子從a點進入左側(cè)磁場，又從距正方形上下 邊界等間距的b點沿與電場平行的方向進入中間區(qū)域的電場中，不計粒子重力。(1) 求a點到A點的距離；* 1解析：(1)粒子在金屬板間加速時，有12qU= qmv粒子在左側(cè)磁場中運動時，如圖所示,2V有qvBi=mR, sina點到A點的距離聯(lián)立解得