物理理綜壓軸題學(xué)案

1、物理壓軸題的解決策略例、（2005年19分）ABm2km1 如圖，質(zhì)量為的物體A經(jīng)一輕質(zhì)彈簧與下方地面上的質(zhì)量為的物體B相連，彈簧的勁度系數(shù)為k，A、B都處于靜止?fàn)顟B(tài)。一條不可伸長的輕繩繞過輕滑輪，一端連物體A，另一端連一輕掛鉤。開始時各段繩都處于伸直狀態(tài)，A上方的一段繩沿豎直方向。現(xiàn)在掛鉤上升一質(zhì)量為的物體C并從靜止?fàn)顟B(tài)釋放，已知它恰好能使B離開地面但不繼續(xù)上升。若將C換成另一個質(zhì)量為的物體D，仍從上述初始位置由靜止?fàn)顟B(tài)釋放，則這次B剛離地時D的速度的大小是多少？已知重力加速度為g。24 . ( 19 分）開始時，A、B 靜止，設(shè)彈簧壓縮量為x1，有kx1=m1g 掛C并釋放后，C向下運(yùn)動，

2、A 向上運(yùn)動，設(shè)B剛要離地時彈簧伸長量為x2，有kx2=m2g B不再上升，表示此時A 和C的速度為零，C已降到其最低點(diǎn)。由機(jī)械能守恒，與初始狀態(tài)相比，彈簧彈性勢能的增加量為Em3g(x1+x2)m1g(x1+x2) C換成D后，當(dāng)B剛離地時彈簧勢能的增量與前一次相同，由能量關(guān)系得(m3+m1)v2+m1v2=(m3+m1)g(x1+x2)m1g(x1+x2)E 由 式得(m3+2m1)v2=m1g(x1+x2) 由式得v= 2、如圖所示，質(zhì)量M10kg、上表面光滑的足夠長的木板在F50N的水平拉力作用下，以初速度v0=5 m/s沿水平地面向右勻速運(yùn)動。現(xiàn)有足夠多的小鐵塊，它們的質(zhì)量均為m=1

3、kg，將一鐵塊無初速地放在木板的最右端，當(dāng)木板運(yùn)動了L1m時，又無初速度地在木板的最右端放上第2塊鐵塊，只要木板運(yùn)動了L就在木板的最右端無初速度放一鐵塊。（取g10m/s2）試問：（1）第1塊鐵塊放上后，木板運(yùn)動了L時，木板的速度多大？（2）最終木板上放有多少塊鐵塊？（3）最后一塊鐵塊與木板右端距離多遠(yuǎn)？20090602解：（1）木板最初做勻速運(yùn)動，由解得，第l 塊鐵塊放上后，木板做勻減速運(yùn)動，即有： 代人數(shù)據(jù)解得： （2）設(shè)最終有n塊鐵塊能靜止在木板上則木板運(yùn)動的加速度大小為： 第1 塊鐵塊放上后：第2 塊鐵抉放上后： 第n塊鐵塊放上后： 由上可得： 木板停下時，得n=6.6。即最終有7 塊

4、鐵塊放在木板上。（3）從放上第1塊鐵塊至剛放上第7 塊鐵塊的過程中，由（2）中表達(dá)式可得： 從放上第7 塊鐵塊至木板停止運(yùn)動的過程中，設(shè)木板發(fā)生的位移為d ，則： 聯(lián)立解得：3、翼型飛行器有很好的飛行性能。其原理是通過對降落傘的調(diào)節(jié)，使空氣升力和空氣阻力都受到影響。同時通過控制動力的大小而改變飛行器的飛行狀態(tài)。已知：飛行器的動力F始終與飛行方向相同，空氣升力F1與飛行方向垂直，大小與速度的平方成正比，F(xiàn)1=C1v2；空氣阻力F2與飛行方向相反，大小與速度的平方成正比，F(xiàn)2=C2v2。其中C1、C2相互影響，可由運(yùn)動員調(diào)節(jié)，滿足如圖1所示的關(guān)系。飛行員和裝備的總質(zhì)量為90kg。 （1）若飛行員使

5、飛行器以速度在空中沿水平方向勻速飛行，如圖2所示。則飛行器受到動力F大小為多少？ （2）若飛行員關(guān)閉飛行器的動力，使飛行器勻速滑行，且滑行速度與地平線的夾角=30°。如圖3所示。則速度的大小為多少？（結(jié)果可用根式表示） （3）若飛行員使飛行器在空中的某一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，如圖4所示，在此過程中C2只能在1.752.5N·s2/m2之間調(diào)節(jié)，且C1、C2的大小與飛行器的傾斜程度無關(guān)。則飛行器繞行一周動力F做功的最小值為多少？2.（1）（4分）由受力分析可知：mg=C1v1 則C1=3N·s2/m2由C1、C2關(guān)系圖象可知C2=2.5N·s2/m2動力

6、F=F2=C2v12所以F=750N （2）（5分）由受力分析可知“在圖1中過原點(diǎn)作直線正確得到直線與曲線的交點(diǎn)C2=2.3 C1=4得約為m/s （3）（6分）設(shè)此時飛行器飛行速率為v，圓周運(yùn)動的半徑為R，F(xiàn)1與豎直方向夾角為，則有：豎直方向合力為零：水平方向合力提供向心力： 動力：繞行一周動力做的功為當(dāng)N s2/m2 C1=6N s2/m2=45°時，W有最小值。Wm=7875J4、相距L1.5 m的足夠長金屬導(dǎo)軌豎直放置，質(zhì)量為m11 kg的金屬棒ab和質(zhì)量為m20.27 kg的金屬棒cd均通過棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導(dǎo)軌上，如圖10-18(甲)所示，虛線上方磁場方向垂直紙面

7、向里，虛線下方磁場方向豎直向下，兩處磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同ab棒光滑，cd棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為0.75，兩棒總電阻為1.8 ，導(dǎo)軌電阻不計(jì)ab棒在方向豎直向上，大小按圖10-18(乙)所示規(guī)律變化的外力F作用下，從靜止開始，沿導(dǎo)軌勻加速運(yùn)動，同時cd棒也由靜止釋放(取g10 m/s2)求：(1)求出磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和ab棒加速度的大??；(2)已知在2 s內(nèi)外力F做功40 J，求這一過程中兩金屬棒產(chǎn)生的總焦耳熱；(3)判斷cd棒將做怎樣的運(yùn)動，求出cd棒達(dá)到最大速度所需的時間t0.解析(1)經(jīng)過時間t，金屬棒ab的速率vat，此時，回路中的感應(yīng)電流為I，對金屬棒ab，由牛頓第二定律得FBI

8、Lm1gm1a，由以上各式整理得：Fm1am1gat.在圖線上取兩點(diǎn)：t10，F(xiàn)111 N；t22 s，F(xiàn)214.6 N，代入上式得a1 m/s2，B1.2 T.(2)在2 s末金屬棒ab的速率vat2 m/s，所發(fā)生的位移大小為xat22 m，由動能定理得WFm1gxW安m1v2，又QW安，聯(lián)立以上方程，解得：QWFm1gxm1v2(401×10×2×1×22)J18 J(3)cd棒先做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動，當(dāng)cd棒所受重力與滑動摩擦力相等時，速度達(dá)到最大；然后做加速度逐漸增大的減速運(yùn)動，最后停止運(yùn)動當(dāng)cd棒速度達(dá)到最大時，有m2gFN，又FNF安

9、，F(xiàn)安BIL，I，vmat0整理解得t0 s2 s 5、yxOO´RCAv帶電粒子發(fā)射裝置（22分）如圖所示，x軸正方向水平向右，y軸正方向豎直向上。在xOy平面內(nèi)有與y軸平行的勻強(qiáng)電場，在半徑為R的圓內(nèi)還有與xOy平面垂直的勻強(qiáng)磁場。在圓的左邊放置一帶電微粒發(fā)射裝置，它沿x軸正方向發(fā)射出一束具有相同質(zhì)量m、電荷量q（q>0）和初速度v的帶電微粒。發(fā)射時，這束帶電微粒分布在0<y<2R的區(qū)間內(nèi)。已知重力加速度大小為g。從A點(diǎn)射出的帶電微粒平行于x軸從C點(diǎn)進(jìn)入有磁場區(qū)域，并從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿y軸負(fù)方向離開，求電場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向。請指出這束帶電微粒與x軸相交的

10、區(qū)域，并說明理由。若這束帶電微粒初速度變?yōu)?v，那么它們與x軸相交的區(qū)域又在哪里？并說明理由。25、答案（1）；方向垂直于紙面向外（2）見解析（3）與x同相交的區(qū)域范圍是x>0.【解 析】本題考查帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動。帶電粒子平行于x軸從C點(diǎn)進(jìn)入磁場，說明帶電微粒所受重力和電場力平衡。設(shè)電場強(qiáng)度大小為E，由 可得 方向沿y軸正方向。帶電微粒進(jìn)入磁場后，將做圓周運(yùn)動。 且 r=R如圖（a）所示，設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。由 得 方向垂直于紙面向外xyRO/OvCAxyRO/vQPOR圖(a)圖(b)（2）這束帶電微粒都通過坐標(biāo)原點(diǎn)。方法一：從任一點(diǎn)P水平進(jìn)入磁場的帶電微粒在磁場中做半徑為R

11、的勻速圓周運(yùn)動，其圓心位于其正下方的Q點(diǎn)，如圖b所示，這束帶電微粒進(jìn)入磁場后的圓心軌跡是如圖b的虛線半圓，此圓的圓心是坐標(biāo)原點(diǎn)。方法二：從任一點(diǎn)P水平進(jìn)入磁場的帶電微粒在磁場中做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動。如圖b示，高P點(diǎn)與O點(diǎn)的連線與y軸的夾角為，其圓心Q的坐標(biāo)為（-Rsin，Rcos）,圓周運(yùn)動軌跡方程為得 x=0 x=-Rsin y=0 或 y=R(1+cos)（3）這束帶電微粒與x軸相交的區(qū)域是x>0帶電微粒在磁場中經(jīng)過一段半徑為r的圓弧運(yùn)動后，將在y同的右方(x>0)的區(qū)域離開磁場并做勻速直線運(yùn)動，如圖c所示?？拷麺點(diǎn)發(fā)射出來的帶電微粒在突出磁場后會射向x同正方向的無窮遠(yuǎn)處國靠近N點(diǎn)發(fā)射出來的帶電微粒會在靠近原點(diǎn)之處穿出磁場。所以，這束帶電微粒與x同相交的區(qū)域范圍是x>0.xyRO/Ov帶點(diǎn)微粒發(fā)射裝置CPQr圖 (c)yxOO´RCAv帶電粒子發(fā)射裝置