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全国通用版2022高考物理总复习精准提分练:计算题专练八

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计算题专练(八)(限时:25分钟)24.(12分)如图1甲所示,空间存在B=0.5T、方向竖直向下的匀强磁场,MN、PQ是处于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨,间距L=0.2m,在导轨一端连接着阻值为R=0.4Ω的定值电阻,ab是跨接在导轨上、质量为m=0.1kg的导体棒.从零时刻开始,通过一小型电动机对ab棒施加一个牵引力,方向水平向左,使其从静止开始沿导轨做加速运动,此过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好.图乙是拉力F与导体棒ab的速率倒数关系图象(F1未知).已知导体棒ab与导轨的动摩擦因数μ=0.2,除R外,其余部分电阻均不计,不计定滑轮的质量和摩擦,g=10m/s2.图1(1)求电动机的额定功率;(2)若导体棒ab在16s内运动了90m并恰好达到最大速度,求在0~16s内电阻R上产生的焦耳热.答案 (1)4.5W (2)49J解析 (1)由题图知导体棒ab的最大速度为v1=10m/s此时,导体棒中感应电动势为E=BLv1感应电流I=3\n导体棒受到的安培力F安=BIL此时电动机牵引力为F1=由牛顿第二定律得-μmg-F安=0联立并代入数据,解得:P=4.5W(2)由能量守恒定律得:Pt=Q+μmgs+mv代入数据,解得0~16s内R上产生的热量Q=49J.25.(20分)如图2,中空的水平圆形转盘内径r=0.6m,外径足够大,沿转盘某条直径有两条光滑凹槽,凹槽内有A、B、D、E四个物块,D、E两物块分别被锁定在距离竖直转轴R=1.0m处,A、B紧靠D、E放置,两根不可伸长的轻绳,每根绳长L=1.4m,一端系在C物块上,另一端分别绕过转盘内侧的光滑小滑轮,穿过D、E两物块中间的光滑圆孔,系在A、B两个物块上,A、B、D、E四个物块的质量均为m=1.0kg,C物块的质量mC=2.0kg,所有物块均可视为质点,(不计空气阻力,取重力加速度g=10m/s2,计算结果可用最简的分式与根号表示)图2(1)启动转盘,转速缓慢增大,求A、D以及B、E之间恰好无压力时细绳的拉力及转盘的角速度;(2)停下转盘后,将C物块置于圆心O处,并将A、B向外侧移动使轻绳水平拉直,然后无初速度释放A、B、C物块构成的系统,求A、D以及B、E相碰前瞬间C物块的速度;(3)碰前瞬间解除对D、E物块的锁定,若A、D以及B、E一经碰撞就会粘在一起,且碰撞时间极短,求碰后C物块的速度.答案 见解析解析 (1)A、D以及B、E之间恰好无压力时,C物块保持静止,故2Fcosθ=mCg,sinθ===,解得F=12.5N对A、B两个物块F=mω2R角速度ω==rad/s(2)设碰前A、B速度大小为v,C的速度大小为vC,3\n则v=vCcosθ系统下落过程中机械能守恒:2×mv2+mCv=mCgh由几何关系知h=0.8m解得:vC=m/s(3)设碰后A、D的速度大小为v′,C的速度大小为vC′则v′=vC′cosθ设绳上拉力的冲量大小为I,由于碰撞时间极短,绳子拉力远大于C物块的重力.对C物块运用动量定理:-2Icosθ=mCvC′-mCvC对A、D运用动量定理:I=2mv′-mv联立解得:vC′=vC=m/s.3

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发布时间:2022-08-25 23:49:12 页数:3
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文章作者:U-336598

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