创新设计浙江鸭2017版高考物理二轮复习计算题41分练5WORD版

.计算题 41 分练(5)19(9 分)如图 1 甲所示，质量为 m1 kg 的物体置于倾角为 37、固定且足够长的斜面上，对物体施以平行于斜面向上的拉力， t11 s 时撤去拉力，物体运动的部分v t 图象如图乙所示，试求：(sin 370.6，cos 370.8， g10 m/s 2)图 1(1)拉力 F 的大小；(2)t4 s 时物体的速度 v 的大小。解析 (1)设力 F 作用时物体的加速度为 a1，对物体进行受力分析，由牛顿第二定律可知 F mgsin mg cos ma1撤去力后，由牛顿第二定律有 mgsin mg cos ma2根据图乙可知： a120 m/s 2， a210 m/s 2代入解得 F30 N， 0.5。(2)设撤去力后物体运动到最高点时间为 t2， v1 a2t2，解得 t22 s则物体沿着斜面下滑的时间为 t3 t t1 t21 s设下滑加速度为 a3，由牛顿第二定律得mgsin mg cos ma3a32 m/s 2t4 s 时速度 v a3t32 m/s。答案 (1)30 N (2)2 m/s20(20169 月金华十校联考)(12 分)在学校组织的趣味运动会上，某科技小组为大家提供了一个寓学于乐的游戏。如图 2 所示，将一质量为 0.1 kg 的钢球放在 O 点，用弹射装置将其弹出，使其沿着光滑的半圆形轨道 OA 和 AB 运动， BC 段为一段长为 L2.0 m的粗糙平面， DEFG 为接球槽。圆弧 OA 和 AB 的半径分别为 r0.2 m， R0.4 m，小球与 BC 段的动摩擦因数为 0.7， C 点离接球槽的高度为 h1.25 m，水平距离为x0.5 m，接球槽足够大， g 取 10 m/s2。求：.图 2(1)要使钢球恰好不脱离圆弧轨道，钢球在 A 点的速度 vA多大？在 B 位置对半圆轨道的压力多大？(2)要使钢球最终能落入槽中，弹射速度 v0至少多大？解析 (1)要使钢球恰好不脱离圆弧轨道：对最高点 A： mg 由式可得： vA2 m/s钢球从 A 到 B 的过程： mg2R mv mv 12 2B 12 2A在 B 点： FN mg 联立可得： FN6 N根据牛顿第三定律可得：钢球在 B 位置对半圆轨道的压力为 6 N(2)要使钢球能落入槽中， C 点速度至少为 vc，从 C 到 D 小球做平抛运动水平方向： x vCt，竖直方向： h gt212由可得： vC1 m/s假设钢球在 A 点的速度恰为 vA2 m/s 时，钢球可运动到 C 点，且速度为 vC从 A 到 C： mg2R mgL mvC 2 mv12 12 2A可得： vC 20故：当钢球在 A 点的速度恰为 vA2 m/s 时，钢球不可能到达 C 点，更不可能平抛入槽。要使钢球最终能落入槽中，需要更大的弹射速度，才能使钢球既满足不脱离圆弧轨道，又能落入槽中。从 O 到 C： mgR mgL mv mv12 2C 12 2010 联立 可得： v0 m/s10 21.答案 (1)2 m/s 6 N (2) m/s2122(加试题)(10 分)如图 3 所示，两根竖直固定的足够长的金属导轨 ab 和 cd 相距 L0.2 m，另外两根水平金属杆 MN 和 PQ 的质量均为 m10 g，可沿导轨无摩擦地滑动， MN 杆和 PQ 杆的电阻均为 R0.2 (竖直金属导轨电阻不计)， PQ 杆放置在水平绝缘平台上，整个装置处于垂直导轨平面向里的磁场中， g 取 10 m/s2。图 3(1)若将 PQ 杆固定，让 MN 杆在竖直向上的恒定拉力 F0.18 N 的作用下由静止开始向上运动，磁感应强度 B01.0 T，杆 MN 的最大速度为多少？(2)若将 MN 杆固定， MN 和 PQ 的间距为 d0.4 m，现使磁感应强度从零开始以 0.5 B tT/s 的变化率均匀地增大，经过多长时间，杆 PQ 对地面的压力为零？解析 (1) MN 杆切割磁感线产生的电动势为：E1 B0Lv由闭合电路欧姆定律得： I1 E12RMN 杆所受安培力大小为： F 安 B0I1L对 MN 杆应用牛顿第二定律得： F mg F 安 ma当 MN 杆速度最大时， MN 杆的加速度为零，联立得 MN 杆的最大速度为：vm m/s2（ 0.18 10 210） 0.2120.220.8 m/s。(2)感应电动势为： E2 t BLd t由闭合电路欧姆定律得： I2 E22Rt 时刻的磁感应强度为： B t B tPQ 杆受力平衡： mg BI2L联立得：.t s10 s。2mgR（ B t） 2L2d 210 2100.2（ 0.5） 2（ 0.2） 20.4答案 (1)0.8 m/s (2)10 s23(加试题)(10 分)如图 4 所示，在平面直角坐标系 xOy 内，第象限的等腰直角三角形MNP 区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场， y0 的区域内存在着沿 y 轴正方向的匀强电场。一质量为 m、电荷量为 q 的带正电粒子从电场中 Q(2 h， h)点以速度v0水平向右射出，经过坐标原点 O 处射入第象限，最后以垂直于 PN 的方向射出磁场。已知 MN 平行于 x 轴， N 点的坐标为(2 h，2 h)，不计粒子的重力，求：图 4(1)电场强度 E 的大小以及带电粒子从 O 点射出匀强电场时与水平方向夹角 的正切值；(2)磁感应强度 B 的大小；(3)带电粒子从 Q 点运动到射出磁场的时间 t。解析 (1)粒子在匀强电场中做类平抛运动，由平抛运动规律及牛顿运动定律得2h v0th at212又 qE ma联立解得 E 设粒子到达 O 点时的速度为 v，沿 y 轴正方向的分速度为 vy则有 vy at v0， v v0qEm 2hv0 2速度 v 与 x 轴正方向的夹角 满足 tan 1vyv0即 45，因此粒子从 MP 的中点垂直于 MP 进入磁场。(2)又因为粒子垂直于 PN 射出磁场，所以 P 点为圆心，轨道半径 R h12MP 2由牛顿第二定律有 qvB m v2R.联立解得 B 。mv0qh(3)带电粒子在电场中运动的时间 t1 ，从 O