高中物理專題22：中檔計算題專題doc高中物理例1、圖〔1〕表示用水平恒力F拉動水平面上的物體，使其做勻加速運動。當改變拉力的大小時，相對應的勻加速運動的加速度a也會變化，a和F的關系如圖〔2〕所示。〔1〕該物體的質量為多少？〔2〕在該物體上放一個與該物體質量相同的砝碼，保持砝碼與該物體相對靜止，其他條件不變，請在圖2的坐標上畫出相應的a——F圖線。〔3〕由圖線還能夠得到什么物理量？〔要求寫出相應的表達式或數(shù)值〕選題理由：學會讀圖，利用圖象處理咨詢題fFfF fF fF解答：F〔1〕F-umg=ma,a=———Mg；m由圖線斜率：1/m=2；因此m=0.5kg；〔2〕過點〔2，0〕和〔4，2〕圖線略〔3〕umg=1N；u=0.2例2、如圖，電動傳送帶以恒定速度V=1.2m/S運行，傳送帶與水平面的夾角a=37。，0現(xiàn)將質量m=20kg的物品箱輕放到傳送帶底端，通過一段時刻后，物品箱被送到h=1.8m的平臺上，物品箱與傳送帶間的動摩擦因數(shù)M=0.85，不計其他損耗，那么每件物品箱從傳送帶底端送到平臺上，需要多少時刻？每輸送一個物品箱，電動機需增加消耗的電能是多少焦耳？[g=10m/s2,sin37°=0.6〕

如何樣運確實是一個難點。①a=fmgsin'=目g如何樣運確實是一個難點。①a=fmgsin'=目gcos0-gsin9=0.85x10x0.8-10x0.6=0.8m/s2v=-0-a1.20.8=1.5(s)1s=—at2=1x0.8x1.52=0.9m2sin37一一s=2.1m0 12.1——=1.75s1.2...t=t+1=3.25(s)12②W=mgh+1mv2+日mgcos37°As=20[10x1.8+1x1.22+0.85x10x0.8(1.5^2 。 ^2x1.2-0.9)]=496.8J例3、如圖16所示，一質量為M的長方形木板B放在光滑的水平面上，在其右端放一質量為m的小木塊A，m<M?，F(xiàn)以地面為參照系，給A和B以大小相等方向相反的初速度V。使A開始向左運動，B開始向右運動，但最后A沒有滑離B板，且相對滑動的時刻為t，以地面為參照系。(2)求它們最后的速度大小和方向；〔2〕求小木塊A向左運動到達的最遠處〔從地面上看〕到動身點的距離。選題理由：學會畫過程分析圖? 解：〔1〕取水平向右為正，那么系統(tǒng)初動量為MV0-mV0.因M>m,那么其方向為正，又因系統(tǒng)置于光滑水平面，其所受合外力為零，故AB相對滑動時，系統(tǒng)總動量守恒AB相對靜止后設速度為V,那么系統(tǒng)動量為〔M+m〕V.方向也為正，那么V方向為正，即水平向右.M-m且MV-Mv『(M+m)VV= ?V0 0 )M+m0〔2〕在地面上看A向左運動至最遠處時，A相對地的速度為O.設AB之間的摩擦力大小于f,對A：那么有ft=mV-(-mV〕02MmV 0-(M+m)t

f2MV—=3 0mf2MV—=3 0m(M+m)t方向向右，設向左運動的最大距離為S.那么V2—V2=2ast0〔V=0〕

t—V2 V2S=H=一IT^Mv-2- o—(M+m)t(M+m)VtF-負號表示向左.例4、如下圖，帶正電小球質量為m=1x10-2kg,帶電量為q=1X10-6C,置于光滑絕緣水平面上的A ..點.當空間存在著斜向上的勻強電場時，該小球從 ,靜止開始始終沿水平面做勻加速直線運動，當運動到B點時，測得其速度與=L5m/s，現(xiàn)在小球的位移為S=0.15m.求此勻強電場場強E的取值范疇.(g=10m/s。)某同學求解如下：設電場方向與水平面之間夾角為。，由動能定理qEScos9=2mvB—0得E=mv=75000v/m.由題意可知9〉0，因此當E>7.5X104V/m時小2qScosU cosU球將始終沿水平面做勻加速直線運動.經檢查，運算無誤.該同學所得結論是否有不完善之處?假設有請予以補充.解：該同學所得結論有不完善之處.為使小球始終沿水平面運動，電場力在豎直方向的分力必須小于等于重力qEsin9Wmgmg2Sg2x0.15x104因此tgU<--=——二——--=-mv2 v2 2.25 3 BB2Smg 1x10-2x10-E< — = —V/m=1.25x105V/mqsinU 1X10-6X45即 7.5X104V/m<EW1.25X105V/m例5、如下圖，abcd為質量M=2kg的導軌，放在光滑絕緣的水平面，另有一根質量m=C0.6kg的金屬棒PQ平行于bc放在水平導軌上，PQ棒左邊靠著絕緣的豎直立柱e、f〔豎直立柱光滑，且固定不

C動〕，導軌處于勻強磁場中，磁場以0°'為界，左側的磁場方向豎直向上，右側的磁場方向水平向右，磁感應強度大小都為B=0.8T.導軌的be段長1=0.5m,其電阻r=0.4,金屬棒的電阻R=0.2,其余電阻均可不計.金屬棒與導軌間的動摩擦因數(shù)u=0.2.假設在導軌上作用一個方向向左、大小為F=2N的水平拉力，設導軌足夠長，重力加速度g取I°m/S2,試求：〔1〕導軌運動的最大加速度；〔2〕導軌的最大速度；〔3〕定性畫出回路中感應電流隨時刻變化的圖線.解：導軌在外力作用下向左加速運動，由于切割磁感線，在回路中要產生感應電流，導軌的be邊及金屬棒PQ均要受到安培力作用，PQ棒受到的支持力要隨電流的變化而變化，導軌受到PQ棒的摩擦力也要變化，因此導軌的加速度要發(fā)生改變.導軌向左切割磁感線時，, BIV1- 有，感R+r ①導軌受到向右的安培力F1=B"，金屬棒PQ受到向上的安培力F2=BIl，導軌受到PQ棒對它的摩擦力f=Mmg—BIl)，依照牛頓第二定律，有F-BIl- 〔mg-BIl〕=Ma,即F-〔1-u〕Bil-mg=Ma.②I=0(1)當剛拉動導軌時，v=0,由①式可知1感0,那么由②式可知，現(xiàn)在有最大加a速度am,即ma速度am,即mF-Rmg =0.4m/s2M〔感應電動勢、右手定那么、全電路歐姆定律〕(2)隨著導軌速度v增大，I感增大而a減小，當a=0時，有最大速度Vm,從②式可得F-(1-^)BIl-^mg=0mm=m=Z5A代入①式(R+r)=3.75m/sBl〔3〕從剛拉動導軌開始計時，t=0時，V0=0,I=0,當t=ti時，v達到最大，I達到2.5A,電流I隨時刻t的變化圖線如下圖.

課后練習1、經檢測汽車A的制動性能：以標準速度20m/s,在平直公路上行駛時，制動后40s停下來?，F(xiàn)A在平直公路上以20m/s的速度行駛，發(fā)覺前方180m處有一貨車B以6m/s的速度同向勻速行使，因該路段只能通過一個車輛，司機趕忙制動，關于能否發(fā)生撞車事故，某同學的解答過程是：''設汽車A制動后40s的位移為S1,貨車B在這段時刻內的位移為S2.那么:S=vt=240m；2S=vt=240m；2BB車的位移為:B車的位移為:兩車位移差為400-240=160〔m〕＜180〔m〕；兩車不相撞?！阏J為該同學的結論是否正確？假如你認為正確，請定性講明理由；假如你認為不正確，請講明理由并求出正確結果。2、核聚變能是一種具有經濟性能優(yōu)越、安全可靠、無環(huán)境污染等優(yōu)勢的新能源.近年來，受控核聚變的科學可行性已得到驗證，目前正在突破關鍵技術，最終將建成商用核聚變電站.一種常見的核聚變反應是由氫的同位素氘(又叫重氫)和氚(又叫超重氫)聚合成氦，并開釋一個中子.假設氘原子的質量為2.014u，氚原子的質量為3.0160u，氦原子的質量為4.0026u,中子的質量為1.0087u，1u=1.66義10-27kg.(1)寫出氘和氚聚合的反應方程.(2)試運算那個核反應開釋出來的能量.(3)假設建一座功率為3.0x105kW的核聚變電站，假設聚變所產生的能量有一半變成了電能，每年要消耗多少氘的質量？〔一年按3.2x107s運算，光速c=300x108m/s，結果取二位有效數(shù)字〕3、如下圖理想變壓器副線圈匝數(shù)4=400，當原線圈輸入電壓u]=70.7sin314t(V)時，安培表A1的讀數(shù)為2A,當副線圈增加100匝時，伏特表V2的讀數(shù)增加5V,求,—KA〉 A2~T~LR〔,—KA〉 A2~T~LR〔2〕電阻R多大4、打算發(fā)射一顆距離地面高度為地球半徑R0的圓形軌道地球衛(wèi)星，衛(wèi)星軌道平面與赤道平面重合，地球表面重力加速度為g,

〔1〕求出衛(wèi)星繞地心運動周期T〔2〕設地球自轉周期T0,該衛(wèi)星繞地旋轉方向與地球自轉方向相同，那么在赤道上一點的人能連續(xù)看到該衛(wèi)星的時刻是多少？2兀 t那么有一十—2k那么有TT 0——3(T-T)05、如下圖，質量為M的長木板靜止在光滑的水平地面上，在木塊的右端有一質量為m的小銅塊，現(xiàn)給銅塊一個水平向左的初速度v0，銅塊向左滑行并與固定在木板左端的長度為l的輕彈簧相碰，碰后返回且恰好停在長木板右端，那么輕彈簧與銅塊相碰過程中具有的最大彈性勢能為多少？整個過程中轉化為內能的機械能為多少？6、如下圖，用折射率n=22的玻璃做成內徑為R、外徑為R=&R的半球形空心球殼，一束平行光射向此半球的外表面，與中心對稱軸OO'平行，試求：(1)球殼內部有光線射出的區(qū)域；弧半徑為R，磁感應強度為B，方向垂直于紙面向外，電場強度為E，方向水平向左.一個質量為m的小球(可視為質點)放在軌道上的。點恰好處于靜止，圓弧半徑OC與水平直徑AD的夾角為a(sina=0.8).(1)求小球帶何種電荷，電荷量是多少？并講明理由.⑵假如將小球從A點由靜止開釋，小球在圓弧軌道上運動時，對軌道的最大壓力的大

小是多少?1、解：不正確〔得2分〕小是多少?汽車A做勻減速直線運動，當A車減為與B車同速時是A車靠近B車距離最多的時刻，這時假設能超過B車那么相撞，反之那么不能相撞?！驳?分〕V—V由：a=———0得A車的加速度：a=-0.5m/s2；〔得2分〕t1V—VA車速度減到6m/s時所用的時刻：t=—一^=28s。〔得2分〕a此過程A車的位移為：S=Vt=364m;1B車的位移為：S=Vt=168m；2B△S=364-168=196>180〔m〕2、3、〔2〕得到4、〔1〕解⑴2H+3H>4解⑴2H+3H>4He+1n〔2〕AE=(m+m—m2340—m)c2=2.8x10-12J1解〔1〕AUAnAU解〔1〕AUAnAUAn=1000Un n—2=-2- U=-uU=20VUn2n111 1R=4Q解IU=U2/R

11 2A」

AH一三A2Pt〔3〕一年中產生的電能發(fā)生的核反應次數(shù)為n=m所需氘的質量m=nxmx1.66x10-27=23kg2

GMm 4兀GMm 4兀2 =m (2R0)2(2R0)8R08R3 「8R00-=2兀GM〔2〕設人在B1位置剛好看見衛(wèi)星顯現(xiàn)在A1位置，最后在B2位置看到衛(wèi)星從a2位置消逝，OA1=2OB1有 NA1OB1=NA2OB2=n/3從B1到巴時刻為t25、解①將M、m和彈簧整體作為系統(tǒng)，滿足動量守恒條件，以向左的方向為正，有mmv=(M+m)v v=- v.因m能相關于木板停在右端，故一定存在摩擦0 M+m0力，對全過程由能量守恒定律E=-損力，對全過程由能量守恒定律E=-損2mv2-2(M+m)v2=1 m2v2—mv2 0mMv2 0-2 0 2(M+m)2(M+m) ，②彈簧壓至最短時,E損由能量守恒定律：1mv2=—(M+m)v2+—E+E2 0 2 2損彈1/.E=—vw2一彈4 01m2v2 mMv1/.E=—vw2一彈4 01m2v2 mMv2 0—4M+m 0—4(M+m)6、解(1)設光線a'a射入外球面，沿ab方向射向內球面，剛好發(fā)生全反射，那么1C=45?！?分〕即r=30。〔1分〕那么〔1分〕，Z9=C—r=45。一30。=15。sinC=-在AOab中sin(180?！狢)又/O'Oa又/O'Oa=z?，由=n 〔2分〕，得sinr.? ?理sini=nsinr=——2.?.i=45。〔1分〕

即/O'Ob=i+9=45。