高三物理计算题分类训练

1高三物理计算题分类训练1．如图甲所示，不计电阻的“U”形光滑导体框架水平放置，框架中间区域有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B＝1.0T，有一导体杆AC横放在框架上，其质量为m＝0.10kg，电阻为R＝4.0Ω。现用细绳栓住导体杆，细绳的一端通过光滑的定滑轮绕在电动机的转轴上，另一端通过光滑的定滑轮与物体D相连，物体D的质量为M＝0.30kg，电动机的内阻为r＝1.0Ω。接通电路后，电压表的示数恒为U＝8.0V，电流表的示数恒为I＝1.0A，电动机牵引原来静止的导体杆AC平行于EF向右运动，其运动的位移—时间图像如图乙所示。取g＝10m/s2。求：（1）匀强磁场的宽度；（2）导体杆在变速运动阶段产生的热量。2（13潮州）.如图所示,在XOY直角坐标系中,OQ与OP分别与X轴正负方向成450,在POQ区域中存在足够大的匀强电场,场强大小为E,其余区域存在匀强磁场,一带电量为+q的质量为m粒子在Y轴上A点(0,-L)以平行于X轴速度v0进入第四象项,在QO边界垂直进入电场,后又从PO边界离开电场,不计粒子的重力.求(1)匀强磁场的磁感应强度大小?(2)粒子从PO进入磁场的位置坐标?OQXPYA23（13佛山）.如左图所示，水平光滑绝缘桌面距地面高h，x轴将桌面分为Ⅰ、Ⅱ两个区域。右图为桌面的俯视图，Ⅰ区域的匀强电场场强为E，方向与ab边及x轴垂直；Ⅱ区域的匀强磁场方向竖直向下。一质量为m，电荷量为q的带正电小球，从桌边缘ab上的M处由静止释放（M距ad边及x轴的距离均为l），加速后经x轴上N点进入磁场，最后从ad边上的P点飞离桌面；小球飞出的瞬间，速度如图与ad边夹角为60o。求：⑴小球进入磁场时的速度；⑵Ⅱ区域磁场磁感应强度的大小⑶小球飞离桌面后飞行的水平距离。4.如图所示,高为H=0.45m的台面上有轻质细绳,绳的一端系一质量为m=0.1kg的小球P,另一端挂在光滑的水平轴上O上,O到小球P的距离为R=0.1m,小球与台面接触,但无相互作用,在小球两侧等距离各为L=0.5m处,分别固定一光滑斜面及一水平向左运动的传送带,传送带长为d=0.9m,运行速度大小为v=3m/s,现有一质量也为m可视为质点的小滑块Q从斜面上的A处无初速滑下(A距台面高h=0.7m),至C处与小球发生弹性碰撞,已知滑块与台面的动摩擦因数为μ1=0.5,与传送带之间动摩擦因数为μ2=0.25，不计传送带高度,及滑轮大小对问题的影响。(重力加速度g=10m/s2)求(1)当小球被撞后做圆周运动到最高点时对轻绳的作用力大小?(2)滑块的最终位置与传送带末端的E的距离?(3)整个过程传送带电机消耗的电能?BCDEAOPQLL35.（18分）如图所示，倾斜轨道AB的倾角为37o，CD、EF轨道水平，AB与CD通过光滑圆弧管道BC连接，CD右端与竖直光滑圆周轨道相连。小球可以从D进入该轨道，沿轨道内侧运动，从E滑出该轨道进入EF水平轨道。a、b为两完全相同的小球，a球由静止从A点释放，在C处与b球发生弹性碰撞。已知AB长为5R，CD长为R，重力加速度为g，小球与斜轨AB及水平轨道CD、EF的动摩擦因数均为0.5，sin37o=0.6，cos37o=0.8，圆弧管道BC入口B与出口C的高度差为1.8R。求：⑴a球滑到斜面底端C时速度为多大？a、b球在C处碰后速度各为多少？⑵要使小球在运动过程中不脱离轨道，竖直圆周轨道的半径R’应该满足什么条件？若R’=2.5R，两球最后所停位置距D（或E）多远？注：在运算中，根号中的数值无需算出。6、（13惠州）如图所示的轨道由半径为R的1/4光滑圆弧轨道AB、竖直台阶BC、足够长的光滑水平直轨道CD组成．小车的质量为M，紧靠台阶BC且上水平表面与B点等高．一质量为m的可视为质点的滑块自圆弧顶端A点由静止下滑，滑过圆弧的最低点B之后滑到小车上．已知M=4m，小车的上表面的右侧固定一根轻弹簧，弹簧的自由端在Q点，小车的上表面左端点P与Q点之间是粗糙的，滑块与PQ之间表面的动摩擦因数为，Q点右侧表面是光滑的．求：（1）滑块滑到B点的瞬间对圆弧轨道的压力大小．（2）要使滑块既能挤压弹簧，又最终没有滑离小车，则小车上PQ之间的距离应在什么范围内？（滑块与弹簧的相互作用始终在弹簧的弹性范围内）47.（18分）如图，Q为一个原来静止在光滑水平面上的物体，其DB段为一半径为R的光滑圆弧轨道，AD段为一长度为L=R的粗糙水平轨道，二者相切于D点，D在圆心O的正下方，整个轨道位于同一竖直平面内.物块P的质量为m（可视为质点），P与AD间的动摩擦因数μ=0.1，物体Q的质量为M=2m，重力加速度为g.（1）若Q固定，P以速度v0从A点滑上水平轨道，冲至C点后返回A点时恰好静止，求v0的大小和P刚越过D点时对Q的压力大小.（2）若Q不固定，P仍以速度v0从A点滑上水平轨道，求P在光滑圆弧轨道上所能达到的最大高度h.8．（18分）如图所示，在光滑绝缘水平面上，不带电的绝缘小球P2静止在O点.带正电的小球P1以速度v0从A点进入AB区域.随后与P2发生正碰后反弹，反弹速度为32v0.从碰撞时刻起在AB区域内加上一个水平向右，电场强度为E0的匀强电场，并且区域外始终不存在电场．P1的质量为m1，带电量为q，P2的质量为m2=5m1，A、O间距为L0，O、B间距为340LL，已知0201034LvmqE.（1）求碰撞后小球P1向左运动的最大距离及所需时间．（2）判断两球能否在OB区间内再次发生碰撞．PCDBQROASTWL5高三物理计算题分类训练1．（1）由图可知，在t＝1.0s后，导体杆做匀速运动，且运动速度大小为：smtsv/2此时，对导体AC和物体D受力分析，有：FTT，MgT；对电动机，由能量关系，有：rITvIU2由以上三式，可得：NT5.3，NF5.0再由BILF、REI及BLvE，得：mvFRBL0.11（或由RErIMgvUI22及BLvE求解）（2）对于导体AC从静止到开始匀速运动这一阶段，由能量守恒关系对整个系统，有：FWrtIvmMMghUIt22)(21而：FWQ得：JQ8.32.解:(1)设磁感应强度为B则在磁场中运动，根据牛顿第二定律有rmvqvB203分由几何关系可得r=L3分则qLmvBo3分(2)设粒子在电场中运动的加速度大小为α则根据牛顿第二定律有maEq3分由平抛运动规律知22atLr3分qELmvtvS2002分坐标为（qELmvqELmv00,）2分3.（1）小球在电场中沿MN方向做匀加速直线运动，此过程由动能定理，有221mvqEl①可得小球进入磁场时的速度mqElv2②v方向x轴垂直。（2）小球进入磁场后做匀速圆周运动，轨迹如图所示。由几何关系可得lRR030sin③又由洛仑兹力提供向心力，有RvmqvB2④由②③④式可得qlmEB23（3）小球飞离桌面后做平抛运动，由平抛规律有221gth⑤vtx⑥由②⑤⑥式可得小球飞行的水平距离为mgqEhlx264.对滑块Q从A到C由动能定理得:2121cmvmglmgh得smglghvc/32212分PQ发生弹性碰撞，因质量相等,故交换速度，撞后P的速度为smvvcc/3,1分P运动至最高点的速度为Fv,根据机械能守恒定律有:RmgmvmvFc2212122,得smgRvcvF/542,2分P在最高点根据牛顿第二定律有:RmvmgFF2NmgRmvFF42得2分根据牛顿第三定律知轻绳受力大小NFF4,1分(2)PQ再撞后再次交换速度对物块有smvvcc/3,,,1分对物块从C到D根据动能定理有:2,,212121cDmvmvmgl得smglvvcD/2212,,1分物块进入传送带做匀减速运动，设加速度大小为α1则根据牛顿第二定律有:12mamg得221/5.2smga由运动学公式知减速至速度为零时间为SavtD8.0011分进入传送带位移为:mtvSD8.0201因S1d故物块从左边离开传送带,离开时速度大小为smvvDD/2,1分在CD上再次减速,设加速大小为α2则根据牛顿第二定律有:21mamg得212/5smga由运动学公式知减速至0位移为mavSD4.0222,,2因S2L故不会再与球相撞1分与传送带末端E的距离为D=S2+d=1.3m1分（3）在传送带上运动的两段时间均为t=0.8S此过程传送带向左移运动两段位移mmvtdd4.28.03211分在传带上产生的热量为:JSdSdmgQ2.1)(121122分因传送带速度大小不变，物块进出传送带速度大小相等，由能量守恒定律知电动机提供电能为JQE2.11分75．（1）设a球到达C点时速度为v，a球从A运动至C过程，由动能定理有20021537cos)8.137sin5(mvRmgRRmg①可得gRv6.5②a、b球在C发生弹性碰撞，系统动量守恒，机械能守恒，设a、b碰后瞬间速度分别为va、vb，则有bamvmvmv③222212121bamvmvmv④由②③④可得0avgRvb6.5⑤可知，a、b碰后交换速度，a静止，b向右运动。（2）要使小球b脱离轨道，有两种情况：情况一：小球b能滑过圆周轨道最高点，进入EF轨道。则小球b在最高点P应满足mgRvmP'2⑥小球b碰后直到P点过程，由动能定理，有22'21212bPmvmvRmgmgR⑦由⑤⑥⑦式，可得RRR92.02523'情况二：小球b上滑至四分之一圆轨道的Q点时，速度减为零，然后滑回D。则由动能定理有2'210bmvRmgmgR⑧由⑤⑧式，可得RR3.2'（3）若RR5.2'，由上面分析可知，b球必定滑回D，设其能向左滑过DC轨道与a球碰撞，且a球到达B点，在B点的速度为vB,，由于a、b碰撞无能量损失，则由能量守恒定律有mgRRmgmvmvB28.1212122⑨由⑤⑨式，可得0Bv故知，a球不能滑回倾斜轨道AB，a、b两球将在A、Q之间做往返运动，最终a球将停在C处，b球将停在CD轨道上的某处。设b球在CD轨道上运动的总路程为S，由于a、b碰撞无能量损失，则由能量守恒定律，有mgSmv221⑩由⑤⑩两式，可得S=5.6R所以知，b球将停在D点左侧，距D点0.6R处，a球停在D点左侧，距D点R处。6.解：（1）设滑块滑到B点的速度大小为v，到B点时轨道对滑块的支持力为N，由机械能守恒定律有212mgRmv①滑块滑到B点时，由牛顿第二定律有2vNmgmR②联立①②式解得N＝3mg③根据牛顿第三定律，滑块在B点对轨道的压力大小为3Nmg（2）滑块最终没有离开小车，滑块和小车必然具有共同的末速度设为u，滑块与小车组成的系统动量守恒，有()mvMmu④若小车PQ之间的距离L足够大，则滑块可能不与弹簧接触就已经与小车相对静止，设滑块恰好滑到Q点，由功能关系有2211()22mgLmvMmu⑤联立①④⑤式解得45RL⑥若小车PQ之间的距离L不是很大，则滑块必然挤压弹簧，由于Q点右侧是光滑的，滑块必然被弹8回到PQ之间，设滑块恰好回到小车的左端P点处，由功能关系有22112()22mgLmvMmu⑦联立①④⑦式解得25RL⑧综上所述并由⑥⑧式可知，要使滑块既能挤压弹簧，又最终没有离开小车，PQ之间的距离L应满足的范围是2455RRL≤⑨7．（1）P从A到C又返回A的过程中，由动能定理有Lm2g=20210mv①（2分）将L=R代入①解得520gRv②（2分）若P在D点的速度为vD，Q对P的支持力为FD，由动能定理和牛顿定律有Lmg=2022121mvmvD③（2分）RvmmgFDD2④（2分）联立得mgFD2.1⑤由牛顿第三定律可知，P对Q的压力大小也为1.2mg.（1分）（2）当PQ具有共同速度