《（京津瓊）2022高考物理總復(fù)習(xí) 專用優(yōu)編提分練：計(jì)算題專練（九）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（京津瓊）2022高考物理總復(fù)習(xí) 專用優(yōu)編提分練：計(jì)算題專練（九）（3頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、（京津瓊）2022高考物理總復(fù)習(xí) 專用優(yōu)編提分練：計(jì)算題專練（九） 1．如圖1，兩平行金屬導(dǎo)軌位于水平面上，相距l(xiāng)，左端與一阻值為R的電阻相連．整個系統(tǒng)置于勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向豎直向下．—質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒置于導(dǎo)軌上，在水平外力作用下沿導(dǎo)軌勻速向右滑動，滑動過程中始終保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好．已知電阻R消耗的功率為P，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度大小為g，導(dǎo)軌的電阻可忽略．求： 圖1 (1)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動的速率v； (2)水平外力F的大?。? 答案　(1)　(2)μmg＋Bl 解析　(1)設(shè)回路中的電流為I，對電阻R， 有P＝I2R 導(dǎo)體

2、棒產(chǎn)生的電動勢為E＝Blv 根據(jù)閉合電路歐姆定律得I＝ 聯(lián)立可得導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動的速率 v＝. (2)導(dǎo)體棒在磁場中勻速運(yùn)動，受力平衡， 則F＝μmg＋BlI 聯(lián)立可得：F＝μmg＋Bl. 2．如圖2，傾角θ＝37°的直軌道AC與圓弧軌道CDEF在C處相切且平滑連接，整個裝置固定在同—豎直平面內(nèi)．圓弧軌道的半徑為R，DF是豎直直徑，O點(diǎn)為圓心，E、O、B三點(diǎn)在同一水平線上．A、F也在同一水平線上，兩個小滑塊P、Q(都可視為質(zhì)點(diǎn))的質(zhì)量都為m.已知滑塊Q與軌道AC間存在摩擦力且動摩擦因數(shù)處處相等，但滑塊P與整個軌道間和滑塊Q與圓弧軌道間的摩擦力都可忽略不計(jì)．同時將兩個滑塊P、Q分別在

3、A、B兩點(diǎn)由靜止釋放，之后P開始向下滑動，在B點(diǎn)與Q相碰．碰后P、Q立刻一起向下且在BC段保持勻速運(yùn)動，已知P、Q每次相碰都會立刻合在一起運(yùn)動但兩者并不粘連，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取重力加速度為g，求： 圖2 (1)兩滑塊進(jìn)入圓弧軌道運(yùn)動過程中對圓弧軌道的壓力的最大值． (2)滑塊Q在軌道AC上往復(fù)運(yùn)動經(jīng)過的最大路程． 答案　(1)3.8mg　(2)R 解析　(1)滑塊P下滑至與Q相碰前瞬間，由機(jī)械能守恒定律得mgR＝mv12 P、Q碰后合在一起運(yùn)動，碰撞瞬間由動量守恒定律得 mv1＝2mv2 P、Q一起由C點(diǎn)運(yùn)動至D點(diǎn)過程，有 2mgR(1－c

4、os θ)＋·2mv22＝·2mvD2 經(jīng)過D點(diǎn)時對圓弧軌道的壓力最大，有 FND－2mg＝2m 由牛頓第三定律可知，兩滑塊對圓弧軌道的最大壓力 FND′＝FND 聯(lián)立解得 FND′＝3.8mg (2)由(1)中計(jì)算可知，P、Q整體在D點(diǎn)的動能 ·2mvD2＝0.9mgR<2mgR 因此它們在圓弧軌道上運(yùn)動的最高點(diǎn)在E點(diǎn)下方，之后沿軌道返回，再次到達(dá)C點(diǎn)的速度大小仍為v2.從C點(diǎn)上滑后P、Q分離，Q比P先到達(dá)最高點(diǎn)，且Q運(yùn)動到最高點(diǎn)時停下．設(shè)P、Q上滑的最大位移分別為xP、xQ.對P、Q，由動能定理分別可得 －mgsin θ·xP＝0－mv22 －(mgsin θ＋Ff)

5、·xQ＝0－mv22 由P、Q碰后一起勻速下滑可知Q受到的滑動摩擦力大小 Ff＝2mgsin θ P再次從最高點(diǎn)下滑至第二次碰Q前，有 mgsin θ(xP－xQ)＝mv32 P、Q碰后一起運(yùn)動，有 mv3＝2mv4 P、Q從C點(diǎn)上滑到第二次從C點(diǎn)進(jìn)入圓弧軌道，Q克服摩擦力做的功Wf＝Ff·2xQ 而P、Q碰撞損失的機(jī)械能為： ΔE＝mv32－·2mv42 由以上各式解得Q克服摩擦力做的功與P、Q碰撞損失的機(jī)械能之比為： ＝ P、Q此后多次進(jìn)入直軌道AC的運(yùn)動過程遵循同樣的規(guī)律，直到最后到達(dá)C點(diǎn)的速度減為0，因此從P、Q第一次回到直軌道AC運(yùn)動到最后不再進(jìn)入為止，Q克服摩擦力做的功為： Ffl＝·×2mv22 滑塊Q在軌道AC上往復(fù)運(yùn)動經(jīng)過的最大路程為lm，則 lm＝l＋ 聯(lián)立解得lm＝R.