《2012高考物理 考前沖刺Ⅱ?qū)n}02 斜面問(wèn)題的解題方法和技巧》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2012高考物理 考前沖刺Ⅱ?qū)n}02 斜面問(wèn)題的解題方法和技巧(7頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、
2012考前沖刺物理
1. 相距為20cm的平行金屬導(dǎo)軌傾斜放置,如圖1.03,導(dǎo)軌所在平面與水平面的夾角為,現(xiàn)在導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為330g的金屬棒ab,它與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦系數(shù)為,整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,導(dǎo)軌所接電源電動(dòng)勢(shì)為15V,內(nèi)阻不計(jì),滑動(dòng)變阻器的阻值可按要求進(jìn)行調(diào)節(jié),其他部分電阻不計(jì),取,為保持金屬棒ab處于靜止?fàn)顟B(tài),求:
(1)ab中通入的最大電流強(qiáng)度為多少?
(2)ab中通入的最小電流強(qiáng)度為多少?
導(dǎo)體棒ab在重力、靜摩擦力、彈力、安培力四力作用下平衡,由圖2中所示電流方向,可知導(dǎo)體棒所受安培力水平向右。當(dāng)導(dǎo)體棒所受
2、安培力較大時(shí),導(dǎo)體棒所受靜摩擦力沿導(dǎo)軌向下,當(dāng)導(dǎo)體棒所受安培力較小時(shí),導(dǎo)體棒所受靜摩擦力沿導(dǎo)軌向上。
(1)ab中通入最大電流強(qiáng)度時(shí)受力分析如圖2,此時(shí)最大靜摩擦力沿斜面向下,建立直角坐標(biāo)系,由ab平衡可知,x方向:
y方向:由以上各式聯(lián)立解得:
(2)通入最小電流時(shí),ab受力分析如圖3所示,此時(shí)靜摩擦力,方向沿斜面向上,建立直角坐標(biāo)系,由平衡有:
x方向:
2. 物體置于光滑的斜面上,當(dāng)斜面固定時(shí),物體沿斜面下滑的加速度為,斜面對(duì)物體的彈力為。斜面不固定,且地面也光滑時(shí),物體下滑的加速度為,斜面對(duì)物體的彈力為,則下列關(guān)系正確的是:
A. B.
C.
3、 D.
當(dāng)斜面可動(dòng)時(shí),對(duì)物體來(lái)說(shuō)是相對(duì)斜面這個(gè)加速參考系在作加速運(yùn)動(dòng),而且物體和參考系的運(yùn)動(dòng)方向不在同一條直線上,利用常規(guī)的方法難于判斷,但是利用矢量三角形法則能輕松獲解。
如圖4所示,由于重力的大小和方向是確定不變的,斜面彈力的方向也是惟一的,由共點(diǎn)力合成的三角形法則,斜面固定時(shí),加速度方向沿斜面向下,作出的矢量圖如實(shí)線所示,當(dāng)斜面也運(yùn)動(dòng)時(shí),物體并不沿平行于斜面方向運(yùn)動(dòng),相對(duì)于地面的實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向如虛線所示。所以正確選項(xiàng)為B。
3. 帶負(fù)電的小物體在傾角為的絕緣斜面上,整個(gè)斜面處于范圍足夠大、方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,如圖1.04所示。物體A的質(zhì)量為m,電量為-q,
4、與斜面間的動(dòng)摩擦因素為,它在電場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力的大小等于重力的一半。物體A在斜面上由靜止開始下滑,經(jīng)時(shí)間t后突然在斜面區(qū)域加上范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,此后物體A沿斜面繼續(xù)下滑距離L后離開斜面。
(1)物體A在斜面上的運(yùn)動(dòng)情況?說(shuō)明理由。
(2)物體A在斜面上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有多少能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能?(結(jié)果用字母表示)
(1)物體A在斜面上受重力、電場(chǎng)力、支持力和滑動(dòng)摩擦力的作用,<1>小物體A在恒力作用下,先在斜面上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng);<2>加上勻強(qiáng)磁場(chǎng)后,還受方向垂直斜面向上的洛倫茲力作用,方可使A離開斜面,故磁感應(yīng)強(qiáng)度方向應(yīng)垂直紙面向
5、里。隨著速度的增加,洛倫茲力增大,斜面的支持力減小,滑動(dòng)摩擦力減小,物體繼續(xù)做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng),直到斜面的支持力變?yōu)榱?,此后小物體A將離開地面。
(2)加磁場(chǎng)之前,物體A做勻加速運(yùn)動(dòng),據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律有:
物體A在斜面上運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中,重力和電場(chǎng)力做正功,滑動(dòng)摩擦力做負(fù)功,洛倫茲力不做功,根據(jù)動(dòng)能定理有:
物體A克服摩擦力做功,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能:
4. 如圖1.05所示,在水平地面上有一輛運(yùn)動(dòng)的平板小車,車上固定一個(gè)盛水的杯子,杯子的直徑為R。當(dāng)小車作勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),水面呈如圖所示狀態(tài),左右液面的高度差為h,則小車的加速度方向指向如何?加速度的大小為多少?
6、
我們由圖可以看出物體運(yùn)動(dòng)情況,根據(jù)杯中水的形狀,可以構(gòu)建這樣的一個(gè)模型,一個(gè)物塊放在光滑的斜面上(傾角為),重力和斜面的支持力的合力提供物塊沿水平方向上的加速度,其加速度為:。
我們?nèi)”兴嫔系囊坏嗡疄檠芯繉?duì)象,水滴受力情況如同斜面上的物塊。由題意可得,取杯中水面上的一滴水為研究對(duì)象,它相對(duì)靜止在“斜面”上,可以得出其加速度為,而,得,方向水平向右。
5. 如圖1.06所示,質(zhì)量為M的木板放在傾角為的光滑斜面上,質(zhì)量為m的人在木板上跑,假如腳與板接觸處不打滑。
(1)要保持木板相對(duì)斜面靜止,人應(yīng)以多大的加速度朝什么方向跑動(dòng)?
(2)要保持人相對(duì)于斜面的位置不變,人在原地跑而使木板以多大的加速度朝什么方向運(yùn)動(dòng)?
答案:(1)要保持木板相對(duì)斜面靜止,木板要受到沿斜面向上的摩擦力與木板的下滑力平衡,即,根據(jù)作用力與反作用力人受到木板對(duì)他沿斜面向下的摩擦力,所為
所以木板受到的合力為:
方向沿斜面向下。
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