2018年高考物理二輪復(fù)習(xí)訓(xùn)練 題型突破訓(xùn)練3 計(jì)算題突破練

1、三計(jì)算題突破練1如圖所示，載人小車和彈性球靜止在光滑長直水平面上，球的質(zhì)量為m，人與車的總質(zhì)量為16m.人將球以水平速率v推向豎直墻壁，球又以速率v彈回，人接住球后再以速率v(相對地面)將球推向墻壁，如此反復(fù)答案：(1)mv2(2)9次2(2017衡水調(diào)研)如圖甲所示，彎曲部分AB和CD是兩個(gè)半徑都為0.3m的圓弧軌(1)在人第一次將球推出的過程中，人做了多少功？(2)人經(jīng)幾次推球后，再也不能接住球？解析：(1)以水平向右為正方向人第一次將球推出，設(shè)人與車的速度為v1，球、人與車系統(tǒng)動(dòng)量守恒016mv1mv11171人對系統(tǒng)做功W216mv22mv2，所以W32mv2.(2)球反彈回來的速率始

2、終為v，設(shè)人推球n次后，人與車的速率也為v時(shí)，人恰好不能再接住球球與墻壁碰撞一次，墻壁對系統(tǒng)的沖量為Imv(mv)2mv球與墻壁碰撞n次后，墻壁對系統(tǒng)的沖量為nI，由動(dòng)量定理nI(16mm)v即n2mv(16mm)v，解得n8.5次，所以，人經(jīng)9次推球后，再也不能接住球173214道，中間的BC段是豎直的薄壁細(xì)圓管(細(xì)圓管內(nèi)徑略大于小球的直徑)軌道，分別與上下圓弧軌道相切連接，BC段的長度L為0.2m下圓弧軌道與水平軌道相切，其中D、A分別是上下圓弧軌道的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)，整個(gè)軌道固定在豎直平面內(nèi)有一質(zhì)量為0.3kg的小球以一定的速度沿水平軌道向右運(yùn)動(dòng)并從A點(diǎn)進(jìn)入圓弧，不計(jì)小球運(yùn)動(dòng)中的一切阻力，

3、求：(1)如果小球從D點(diǎn)以5m/s的速度水平飛出，求落地點(diǎn)與D點(diǎn)的水平距離；(2)如果小球從D點(diǎn)以5m/s的速度水平飛出，求小球過圓弧A點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力；(3)如果在D點(diǎn)右側(cè)平滑連接一半徑R0.4m的半圓形光滑軌道DEF，如圖乙所示，要hgt2mgm2mghmv2DmvA1使小球不脫離軌道運(yùn)動(dòng)，求小球在水平軌道上向右運(yùn)動(dòng)的速度大小范圍(計(jì)算結(jié)果可以用根式表示)解析：(1)小球從D點(diǎn)以5m/s的速度水平飛出后做平拋運(yùn)動(dòng)，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得12h2RL代入數(shù)據(jù)解得t0.4s所以落地點(diǎn)與D點(diǎn)的水平距離xvDt50.4m2m.(2)由A到D的過程，由機(jī)械能守恒定律可得122在A點(diǎn)，由牛頓第二定律可得v

4、2AFNmgmR聯(lián)立解得FN44N由牛頓第三定律知，小球過圓弧A點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力FNFN44N.(3)討論一：小球進(jìn)入軌道最高運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，之后原路返回，由機(jī)械能守恒定律，有11mg(RL)2mv2，得v110m/s討論二：小球進(jìn)入軌道后恰好能通過圓弧最高點(diǎn)D，之后沿DEF運(yùn)動(dòng)而不脫離軌道，在D點(diǎn)，有v2R從A到D由機(jī)械能守恒定律可得11mgh2mv22mv22，得v225m/s.所以要使小球在運(yùn)動(dòng)過程中能不脫離軌道，初速度大小的范圍為：v110m/s或v225m/s.答案：(1)2m(2)44N(3)v110m/s或v225m/s3如圖所示，木板與水平地面間的夾角可以隨意改變，當(dāng)30時(shí)，可視為

5、質(zhì)點(diǎn)的一小木塊恰好能沿著木板勻速下滑若讓該小木塊從木板的底端以大小恒定的初速率v0的速度沿木板向上運(yùn)動(dòng)，隨著的改變，小物塊沿木板滑行的距離x將發(fā)生變化，重力加速度為g.(1)求小物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)當(dāng)角滿足什么條件時(shí)，小物塊沿木板滑行的距離最小，并求出此最小值解析：(1)當(dāng)30時(shí)，對木塊受力分析mgsinFNFNmgcos則動(dòng)摩擦因數(shù)tantan30(2)當(dāng)變化時(shí)，對木塊受力分析mgsinmgcosmav202ax33.v20v2則x02g（sincos）2g12sin（）而tan33，則當(dāng)90時(shí)x最小，即6033v204g32g（sinv20 x最小值為xmincos）03v23

6、答案：(1)(2)604g2gv20213.4如圖所示，一小車置于光滑水平面上，輕質(zhì)彈簧右端固定，左端栓連物塊b，小車質(zhì)量M3kg，AO部分粗糙且長L2m，動(dòng)摩擦因數(shù)0.3，OB部分光滑另一小物塊a，放在車的最左端，和車一起以v04m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，車撞到固定擋板后瞬間速度變?yōu)榱?，但不與擋板粘連已知車OB部分的長度大于彈簧的自然長度，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)a、b兩物塊視為質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)量為m1kg，碰撞時(shí)間極短且不粘連，碰后一起向右運(yùn)動(dòng)(g取10m/s2)求：(1)物塊a與b碰后的速度大??；(2)當(dāng)物塊a相對小車靜止時(shí)小車右端B到擋板的距離；(3)當(dāng)物塊a相對小車靜止時(shí)在小車上的位置到O點(diǎn)的

7、距離1110解析：(1)對物塊a，由動(dòng)能定理得mgL2mv22mv2，代入數(shù)據(jù)解得，同速時(shí)車B端距擋板的距離sm0.03125m.解得滑塊a與車相對靜止時(shí)與O點(diǎn)距離xm0.125m.答案：(1)1m/s(2)m(3)0.125m代入數(shù)據(jù)解得a與b碰前速度v12m/s；ba、碰撞過程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以a的初速度方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒定律得mv12mv2，代入數(shù)據(jù)解得v21m/s.a(2)當(dāng)彈簧恢復(fù)到原長時(shí)兩物塊分離，以v21m/s在小車上向左滑動(dòng)，當(dāng)與車同速時(shí)，以向左為正方向，由動(dòng)量守恒定律得mv2(Mm)v3，代入數(shù)據(jù)解得v30.25m/s，13對小車，由動(dòng)能定理得mgs2Mv2，132113

8、(3)由能量守恒得mgx2mv22(Mm)v2，181325(2017江西師大附中模擬)如圖所示，兩足夠長且不計(jì)其電阻的光滑金屬軌道，如圖所示放置，間距為d1m，在左端斜軌道部分高h(yuǎn)1.25m處放置一金屬桿a，斜軌道與平直軌道區(qū)域以光滑圓弧連接，在平直軌道右端放置另一金屬桿b，桿a、b電阻Ra2、Rb5，在平直軌道區(qū)域有豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感強(qiáng)度B2T現(xiàn)桿b以初速度v05m/s開始向左滑動(dòng)，同時(shí)由靜止釋放桿a，桿a由靜止滑到水平軌道的過程中，通過桿b的平均電流為0.3A；從a下滑到水平軌道時(shí)開始計(jì)時(shí)，a、b桿運(yùn)動(dòng)速度時(shí)間圖象如圖所示(以a運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎?，其中ma2kg，mb1kg，g取10m

9、/s2，求：解析：(1)對b棒運(yùn)用動(dòng)量定理，有：BdItmb(v0vb0)(1)桿a在斜軌道上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；(2)桿a在水平軌道上運(yùn)動(dòng)過程中通過其截面的電荷量；(3)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中桿b產(chǎn)生的焦耳熱其中vb02m/s，代入數(shù)據(jù)得t5s.12(2)對桿a下滑的過程中，機(jī)械能守恒：mgh2mava解得va2gh5m/s最后兩桿共同的速度為v，由動(dòng)量守恒得mavambvb(mamb)v代入數(shù)據(jù)得vm/s由以上公式代入數(shù)據(jù)得qC.83桿a動(dòng)量變化等于它所受安培力的沖量，由動(dòng)量定理可得I安BIdtmavamav而qIt73111610(3)由能量守恒得，共產(chǎn)生的焦耳熱為Qmagh2mbv22(mbma)v

10、26Jb棒中產(chǎn)生的焦耳熱為Q5QJ.360.為了使小球能夠在該圓周上運(yùn)動(dòng)，求磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的最小值及小球P相應(yīng)1152567115答案：(1)5s(2)C(3)J6如圖所示，一半徑為R的光滑絕緣半球面開口向下，固定在水平面上整個(gè)空間存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下一電荷量為q(q0)、質(zhì)量為m的小球P在球面上做水平的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，圓心為O.球心O到該圓周上任一點(diǎn)的連線與豎直方向的夾角為2的速率重力加速度為g.解析：據(jù)題意，小球P在球面上做水平的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，該圓周的圓心為O.P受到向下的重力mg、球面對它沿OP方向的支持力FN和磁場的洛侖茲力FqvB式中v為小球運(yùn)動(dòng)的速率洛侖茲力F的方向指向O.根據(jù)牛頓第二定律FNcosmg0FFNsinmRsinv2qBRsingRs