《(京津瓊)2022高考物理總復(fù)習(xí) 專用優(yōu)編提分練:計算題專練(七)》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:計算題專練(七)(3頁珍藏版)》請在裝配圖網(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:計算題專練(七)
1.某電磁緩沖車利用電磁感應(yīng)原理進行制動緩沖,它的緩沖過程可等效為:小車車底安裝著電磁鐵,可視為勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B,方向豎直向下;水平地面固定著閉合矩形線圈abcd,線圈的總電阻為R,ab邊長為L,ad邊長為2L,如圖1所示(俯視).緩沖小車(無動力)水平通過線圈上方,線圈與磁場的作用使小車做減速運動,從而實現(xiàn)緩沖.已知小車總質(zhì)量為m,受到地面的摩擦阻力為Ff,小車磁場剛抵達線圈ab邊時,速度大小為v0,小車磁場剛抵達線圈cd邊時,速度為零,求:
圖1
(1)小車緩沖過程中的最大加速度am的大?。?
(2)
2、小車緩沖過程中通過線圈的電荷量q及線圈產(chǎn)生的焦耳熱Q.
答案 (1) (2) mv02-2FfL
解析 (1)線圈相對磁場向左切割磁感線,
產(chǎn)生電動勢E=BLv
電流為:I==
由左手定則和牛頓第三定律知小車受到向左的安培力F安=BIL
根據(jù)牛頓第二定律:F安+Ff=ma
聯(lián)立解得:a=
故am=
(2)通過線圈的電荷量:
q=Δt,=,=
解得:q=
由能量守恒定律得mv02=Q+Ff·2L
解得:Q=mv02-2FfL.
2.如圖2所示,足夠長的圓柱形管底端固定一彈射器,彈射器上有一圓柱形滑塊,圓柱形管和彈射器的總質(zhì)量為2m,滑塊的質(zhì)量為m,滑塊與管內(nèi)壁間的滑動
3、摩擦力Ff=3mg,在恒定外力F=9mg的作用下,圓柱形管和滑塊以同一加速度豎直向上做勻加速直線運動,某時刻彈射器突然開啟,將滑塊向上以相對地面2v的速度彈離圓柱形管的底端,同時圓柱形管也以速度v仍向上運動,若彈射器啟動的瞬間過程中滑塊與彈射器間的作用力遠大于系統(tǒng)所受外力,忽略空氣影響,重力加速度為g,求:
圖2
(1)彈射器開啟前瞬間圓柱形管和滑塊的速度;
(2)彈射后,滑塊相對圓柱形管上升的最大距離;
(3)從滑塊被彈開到它第二次獲得相對地面的速度大小為2v的過程中,摩擦力對滑塊做的功.
答案 (1)v (2) (3)
解析 (1)彈射器啟動的瞬間滑塊與彈射器間的作用力遠大
4、于系統(tǒng)所受外力,故系統(tǒng)動量守恒,設(shè)彈射器啟動前系統(tǒng)初速度為v0,則:3mv0=2mv+m×2v
則:v0=v
(2)滑塊被彈射后與圓柱形管共速前,設(shè)圓柱形管和滑塊的加速度大小分別為a1和a2,則根據(jù)牛頓第二定律:
F+Ff-2mg=2ma1
mg+Ff=ma2
二者共速時滑塊相對圓柱形管上升的距離最大,設(shè)經(jīng)過時間t1后,二者達到共同速度v1,由運動學(xué)公式得到:
v1=v+a1t1
v1=2v-a2t1
聯(lián)立解得:t1=,v1=
圓柱形管的位移x1=t1,
滑塊的位移x2=t1
二者相對位移Δx=x2-x1
聯(lián)立解得Δx=.
(3)共速后,假設(shè)二者相對靜止,設(shè)圓柱形管和滑塊系統(tǒng)的加速度為a0,
根據(jù)牛頓第二定律得F-(m+2m)g=(m+2m)a0
對滑塊Ff0-mg=ma0
聯(lián)立解得a0=2g,F(xiàn)f0=3mg=Ff
則假設(shè)成立,圓柱形管與滑塊相對靜止,二者以a0的加速度勻加速向上運動,滑塊從速度v1至2v的過程中通過的位移為x3==
從滑塊被彈開到它第二次獲得相對地面的速度大小為2v的過程中,設(shè)摩擦力做的功為Wf,根據(jù)動能定理得
-mg(x2+x3)+Wf=0
聯(lián)立解得Wf=.