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1、(京津瓊)2022高考物理總復習 專用優(yōu)編提分練:計算題專練(五)
1.如圖1所示,質(zhì)量M=8 kg的小車放在光滑的水平面上,在小車左端加一水平推力F=8 N,當小車向右運動的速度達到3 m/s時,在小車前端輕輕地放上一個大小不計、質(zhì)量為m=2 kg的小物塊,物塊與小車間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,小車足夠長.取g=10 m/s2,求:
圖1
(1)小物塊放上后,小物塊及小車的加速度大??;
(2)從小物塊放上小車開始,在3 s內(nèi)小物塊通過的位移大?。?
答案 (1)2 m/s2 0.5 m/s2 (2)8.4 m
解析 (1)對小車和小物塊受力分析,由牛頓第二定律可得,小物塊的加速度
2、為:am=μg=2 m/s2
小車的加速度為:aM==0.5 m/s2
(2)從小物塊放上小車開始,經(jīng)時間t,二者達到共同速度v同,由amt=v0+aMt,
得t=2 s<3 s,v同=amt=2×2 m/s=4 m/s
在開始2 s內(nèi),小物塊通過的位移為:
x1=amt2=×2×22 m=4 m
在接下來的t′=1 s內(nèi)小物塊與小車相對靜止,一起做勻加速運動,加速度為:a== m/s2=0.8 m/s2
小物塊的位移為:x2=v同t′+at′2=4.4 m
通過的總位移為:x=x1+x2=4 m+4.4 m=8.4 m.
2.如圖2所示,足夠長的水平軌道左側(cè)b1b2-c1c
3、2部分軌道間距為2L,右側(cè)c1c2-d1d2部分的軌道間距為L,曲線軌道與水平軌道相切于b1b2,所有軌道均光滑且電阻不計.在水平軌道內(nèi)有斜向下與豎直方向成θ=37°的勻強磁場,磁感應強度大小為B=0.1 T.質(zhì)量為M=0.2 kg的金屬棒B垂直于導軌靜止放置在右側(cè)窄軌道上,質(zhì)量為m=0.1 kg的導體棒A自曲線軌道上a1a2處由靜止釋放,兩金屬棒在運動過程中始終相互平行且與導軌保持良好接觸,A棒總在寬軌上運動,B棒總在窄軌上運動.已知:兩金屬棒接入電路的有效電阻均為R=0.2 Ω,h=0.2 m,L=0.2 m,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,取g=10 m/s2,求:
4、
圖2
(1)金屬棒A滑到b1b2處時的速度大??;
(2)金屬棒B勻速運動的速度大??;
(3)在兩棒整個的運動過程中通過金屬棒A某橫截面的電荷量;
(4)在兩棒整個的運動過程中金屬棒A、B在水平導軌間掃過的面積之差.
答案 (1)2 m/s (2)0.44 m/s (3)5.56 C (4)27.78 m2
解析 (1)A棒在曲線軌道上下滑,由機械能守恒定律得:mgh=mv02
得:v0==2 m/s
(2)選取水平向右為正方向,對A、B利用動量定理可得:
對B:FB安cos θ·t=MvB
對A:-FA安cos θ·t=mvA-mv0
其中FA安=2FB安
聯(lián)立上式可得:mv0-mvA=2MvB
兩棒最后勻速運動時,電路中無電流:
有BLvB=2BLvA,得vB=2vA
聯(lián)立解得:vB=v0≈0.44 m/s
(3)在B加速過程中:Σ(Bcos θ)iLΔt=MvB-0
q=Σit
解得:q= C≈5.56 C
(4)據(jù)法拉第電磁感應定律有:=
其中磁通量變化量:ΔΦ=BΔScos θ
電路中的平均電流:=
通過截面的電荷量:q=Δt
得:ΔS== m2≈27.78 m2.