2018年高考物理复习: 计算题满分专练(一)
2018届高考物理大二轮专题复习指导:计算题 25分钟规范训练含答案解析1

25分钟规范训练(一)1.(12分)(2017·河北省定州中学4月考 )风洞实验室中可产生方向、大小都可以调节控制的各种风力。
如图所示为某风洞里模拟做实验的示意图。
一质量为1kg 的小球套在一根固定的直杆上,直杆与水平面夹角θ为30˚。
现小球在F =20 N 的竖直向上的风力作用下,从A 点静止出发沿直杆向上运动,已知杆与球间的动摩擦因数μ=36。
试求:导学号 86084446(1)小球运动的加速度a 1;(2)若F 作用1.2 s 后撤去,小球上滑过程中距A 点最大距离s m 。
(3)若从撤去风力F 开始计时,小球经多长时间将经过距A 点上方为2.25 m 的B 点。
[解析] (1)在风力F 作用时有:(F -mg )sin 30˚-μ(F -mg )cos 30˚=ma 1a 1=2.5 m/s 2,方向沿杆向上(2)F 作用1.2 s 时小球速度v =a 1t 1=3 m/s 小球的位移s 1=v 2t 1=32×1.2 m =1.8 m 撤去力F 后,小球上滑时有:mg sin 30˚+μmg cos 30˚=ma 2a 2=7.5 m/s 2因此小球上滑时间t 2=v a 2=0.4 s 上滑位移s 2=v 2t 2=32×0.4 m =0.6 m 则小球上滑的最大距离为s m =s 1+s 2=2.4 m( 3)在上滑阶段通过B 点:s AB -s 1=v t 3-12a 2t 23通过B 点时间t 3=0.2 s ,另t 3=0.6 s (舍去)小球返回时有:mg sin 30˚-μmg cos 30˚=ma 3a 3=2.5 m/s 2小球由顶端返回B 点时有:s m - s AB =12a 3t 24 t 4=35s 通过通过B 点时间t 2+t 4=2+35s ≈0.75 s 2.(20分)(2017·吉林省吉林大学附属中学第六次摸底 ) 如图所示,在光滑的水平桌面上有一长为L =2 m 的木板C ,它的两端各有一块挡板,C 的质量为m C =5 kg ,在C 的中央并排放着两个可视为质点的滑块A 与B ,其质量分别为m A =1 kg 、m B =4 kg ,开始时A 、B 、C 均处于静止状态,并且A 、B 间夹有少许炸药,炸药爆炸使得A 以v A =6 m/s 的速度水平向左运动,不计一切摩擦,两滑块中任一块与挡板碰撞后就与挡板合成一体,爆炸与碰撞时间不计,求:导学号 86084447(1)当两滑块都与挡板碰撞后,板C 的速度多大?(2)从爆炸开始到两个滑块都与挡板碰撞为止,板C 的位移多大?方向如何?(3)两滑块与挡板碰撞所产生的总热量为多少?[解析] 炸药爆炸,滑块A 与B 分别获得向左和向右的速度,由动量守恒知,A 的速度较大(A 的质量小),A 、B 均做匀速运动,A 先与挡板相碰合成一体(满足动量守恒)一起向左匀速运动,最终B 也与挡板相碰合成一体(满足动量守恒),整个过程满足动量守恒。
高2018届高三物理弹簧类问题专题复习题

专题一、力与运动第一讲弹簧类问题高考分析:轻弹簧是一种理想化的物理模型.考查力的概念、物体的平衡、牛顿定律的应用及能的转化与守恒是高考命题的重点.此类命题几乎每年高考卷面均有所见.由于弹簧弹力是变力.使得与其相连物体所组成系统的运动状态具有很强的综合性和隐蔽性.加之弹簧在伸缩过程中涉及力和加速度、功和能等多个物理概念和规律.所以弹簧类问题也就成为高考中的重、难、热点.我们应引起足够重视.弹簧类命题突破要点:1.弹簧的弹力是一种由形变而决定大小和方向的力.当题目中出现弹簧时.要注意弹力的大小与方向时刻要与当时的形变相对应.在题目中一般应从弹簧的形变分析入手.先确定弹簧原长位置.现长位置.找出形变量x与物体空间位置变化的几何关系.分析形变所对应的弹力大小、方向.以此来分析计算物体运动状态的可能变化.2.因弹簧(尤其是软质弹簧)其形变发生改变过程需要一段时间.在瞬间内形变量可以认为不变.因此.在分析瞬时变化时.可以认为弹力大小不变.即弹簧的弹力不突变.3.在求弹簧的弹力做功时.因该变力为线性变化.可以先求平均力.再用功的定义进行计算.也可据动能定理和功能关系:能量转化和守恒定律求解.同时要注意弹力做功的特点:弹力的功等于弹性势能增量的负值或弹力的功等于弹性势能的减少.在求弹力的功或弹性势能的改变时.一般以能量的转化与守恒的角度来求解.一、静力学中的弹簧问题1:胡克定律:F=kx. ΔF=k·Δx2:对弹簧秤的两端施加(沿轴线方向)大小不同的拉力.弹簧秤的示数一定等于挂钩上的拉力。
例题1.如图所示.四个完全相同的弹簧都处于水平位置.它们的右端受到大小皆为F 的拉力作用.而左端的情况各不相同:①中弹簧的左端固定在墙上;②中弹簧的左端受大小也为 F 的拉力作用;③中弹簧的左端拴一小物块.物块在光滑的桌面上滑动;④中弹簧的左端拴一小物块.物块在有摩擦的桌面上滑动 .若认为弹簧的质量都为零.以 l1、l2、l3、l4依次表示四个弹簧的伸长量.则有()A. B. C. D.变式训练:如图所示.四根相同的轻质弹簧连着相同的物体.在外力作用下做不同的运动:(1)在光滑水平面上做加速度大小为g 的匀加速直线运动; (2)在光滑斜面上沿斜面向上的匀速直线运动; (3)做竖直向下的匀速直线运动;(4)做竖直向上的加速度大小为g 的匀加速直线运动。
2018年物理二模 专题一 电学计算题

【普陀】在图 10(a)所示的电路中,电源电压为 15 伏且保持不变,电阻 R1 的阻值为 30
欧。闭合电键 S,电流表的示数如图 10(b)所示。 R1
①求通过电阻 R1 的电流 I1。
②求电阻 R2 的阻值。
R2
③现用标有“20Ω 2A”字样 A 的滑动变阻器 R0 替换电阻 R1 或 R2
S
Imin=U2/R2=12V/60Ω=0.2A
R = 0max U1/ Imin=6V/0.2A=30Ω
故符合上述条件的定值电阻范围:30Ω≥R0≥12Ω。
【崇明】在图 13 所示的电路中,电源电压为 9 伏保持不变,电阻 R1 的阻值为 10 欧.闭合
电键 S 后,电流表 A 的示数为 0.5 安培.
R1= U/I=18 伏/0.9 安=20 欧 当 I= 0.2 安
R= U/I=18 伏/0.2 安=90 欧 R2= R- R1=90 欧- 20 欧=70 欧 当 I= 0.6 安, R= U/I=18 伏/0.6 安=30 欧<70 欧 R2= U2/I=15 伏/0.6 安=25 欧 R0= R- R2=30 欧- 25 欧=5 欧 当 I= 1.2 安, R= U/I=18 伏/1.2 安=15 欧 R2= R- R1=15 欧- 5 欧=10 欧> 0 ∴I2 最大= 1.2 安
【杨浦】在图 15 所示电路中,电源电压为 18 伏,R1 为定值电阻,R2 为滑动变阻器。电流表 和电压表的表盘如图 16 所示。
①当电路中电流为 0.5 安时,求接入电路的总电阻值。 ②在不损坏电路元件的情况下,最大范围移动滑动变阻器的滑片,电流表的示数变化范 围为 0.2 安~0.9 安;用定值电阻 R0 替换 R1 后,再最大范围移动滑动变阻器的滑片,电流 表的示数变化范围为 0.6 安~1.2 安。求该滑动变阻器 R2 的规格以及定值电阻 R1、R0 的阻 值,并写出计算过程。
2018年高考物理二轮专题总复习:选择题满分专练一 含

光滑平行的导轨水平固定在竖直向下的匀强磁场中导轨左端接有电阻R,导轨上垂直导轨放着一根金点.下列关于该粒子的说法正确的是B .初速度为v =B ED .比荷为q =E 2A.升压变压器的输出电压增大B.降压变压器的输出电压增大C.输电线上损耗的功率增大D.输电线上损耗的功率占总功率的比例不变解析:发电厂输出功率的增大,升压变压器的输出电压不变,由于输电线电流增大,输电线损失电压增大,降压变压器的输出电压减小,输电线上损耗的功率增大,选项A、B错误,C正确;输电线上损耗的功率占总功率的比例增大,选项D错误.答案:C19.下列选项中所描述的a、b两点的电场强度和电势均相同的是()A.离正点电荷等距的任意两点a、b,如图甲所示B.两个等量异种点电荷连线的中垂线上,与连线中点等距的两点a、b,如图乙所示C.两个等量同种点电荷连线上,与连线中点等距的两点a、b,如图丙所示D.静电场中到达静电平衡时的导体内部任意两点a、b,如图丁所示解析:图甲中a、b两点的电势相等,电场强度大小相等但方向不同,A错;图乙中,两个等量异种点电荷连线的中垂线为等势线,a、b两点的电场强度大小相等,方向均与等量异种点电荷的连线平行且向左,所以,a、b两点的电势和电场强度均相同,B对;图丙中,根据对称性,a、b点电势相等,电场强度大小相等但方向相反,C错;图丁中,导体达静电平衡时,导体内部电势处处相等,电场强度处处为零,D对.答案:BD20.质量为M的斜面体放在光滑水平地面上,其倾角为θ=30°,斜斜面体缓慢移动的过程中各物体均处于动态平衡状态,+μF N,其中斜面对物块的支持力不变,斜面对物块的摩擦力不变,因此绳的拉力不变,弹簧30°的足够长的固定粗糙斜面上时刻自斜面底端以某一初速度沿斜面向上。
2018-2019年高中物理四川高一高考真卷模拟试题【1】含答案考点及解析

2018-2019年高中物理四川高一高考真卷模拟试题【1】含答案考点及解析班级:___________ 姓名:___________ 分数:___________1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2.请将答案正确填写在答题卡上一、选择题1.质量为1kg的物体被人用手由静止向上提高2m,这时物体的速度是4m/s,下列说法中正确的是(不计一切阻力,g=10m/s2)( )A.手对物体做功28J B.合外力对物体做功8JC.物体机械能增加了8J D.物体重力势能增加了20J【答案】ABD【解析】试题分析:合外力对物体做功等于动能的增量;重力势能的增量:E=mgh=20J;机械能的增量等于手对物体做功:,选项C错误,D正确。
P考点:动能定理及能量守恒定律。
2.如图所示为家用洗衣机的脱水桶,当它高速旋转时,能把衣物甩干。
根据我们所学的知识,叙述正确的是A.脱水桶高速运动时,水受到与运动方向一致的合外力作用飞离衣物。
B.脱水桶高速运动时,衣物上的水由于惯性,通过小孔,飞离脱水桶。
C.通过脱水流程,打开洗衣机,发现衣物集中堆放在桶的中央。
D.通过脱水流程,打开洗衣机,发现衣物成螺旋状排列,主要集中在桶壁附近。
【答案】BD【解析】试题分析:脱水桶高速运动时,水滴随衣物一起做匀速圆周运动,水滴与衣物间的附着力提供向心力,且是一定的,而所需的向心力,随着的增大而增大,当附着力不能提供足够大的向心力时,将做离心运动被甩出去,故A错误;惯性是物体本身的一种属性,一切物体都有惯性,即都有保持原来运动状态不变的性质,脱水桶高速运动,当附着力不能提供足够大的向心力时,衣物上的水由于惯性,通过小孔,飞离脱水桶,故B正确;脱水桶高速运动时,衣物附在筒壁上随筒一起做匀速圆周运动,衣物的重力与静摩擦力平衡,筒壁的弹力提供衣物的向心力,因此通过脱水流程,打开洗衣机,发现衣物成螺旋状排列,主要集中在桶壁附近,故C错误,D正确。
2018届高考物理综合能力复习测试(高考真题)(16套及答案)

高考真题1.(2012·新课标全国)(多选)伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验,提出了惯性的概念,从而奠定了牛顿力学的基础.早期物理学家关于惯性有下列说法,其中正确的是( )A.物体抵抗运动状态变化的性质是惯性B.没有力的作用,物体只能处于静止状态C.行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性D.运动物体如果没有受到力的作用,将继续以同一速度沿同一直线运动解析:惯性是物体抵抗运动状态变化而保持静止或匀速直线运动状态的性质,选项A正确;没有力的作用,物体将处于静止或匀速直线运动状态,选项B错误;行星做匀速圆周运动是由于受地球的引力作用,不是由于惯性,选项C错误;运动物体如果没有受到力的作用,将一直做匀速直线运动,选项D正确.答案:AD2.(2014·北京理综)伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法,有力地促进了人类科学认识的发展.利用如图所示的装置做如下实验:小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动,并沿右侧斜面上升.斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时,小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3.根据三次实验结果的对比,可以得到的最直接的结论是( )A.如果斜面光滑,小球将上升到与O点等高的位置B.如果小球不受力,它将一直保持匀速运动或静止状态C.如果小球受到力的作用,它的运动状态将发生改变D.小球受到的力一定时,质量越大,它的加速度越小解析:如果斜面光滑,小球不会有能量损失,将上升到与O点等高的位置,选项A正确;通过推理和假设,如果小球不受力,它将一直保持匀速运动,得不出静止的结论,选项B错误;根据三次实验结果的对比,不可以直接得到运动状态将发生改变的结论,选项C错误;小球受到的力一定时,质量越大,它的加速度越小是牛顿第二定律的结论,与本实验无关,选项D错误.答案:A3.(2013·海南卷)(多选)科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用.下列说法符合历史事实的是( )A.亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体的运动状态才会改变B.伽利略通过“理想实验”得出结论:运动必具有一定速度,如果它不受力,它将以这一速度永远运动下去C.笛卡儿指出:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向D.牛顿认为,物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质解析:亚里士多德认为力是维持物体运动的原因,他的观点是错误的;伽利略通过实验与推理证明了力不是维持物体运动的原因,力是改变物体运动状态的原因,假如没有力作用在运动的物体上,物体将以原来的速度永远运动下去;同时期的笛卡儿也得出了类似的结论;牛顿在伽利略和笛卡儿的基础上,提出了惯性定律,即认为物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,选项B、C、D正确.答案:BCD4.(2013·新课标全国Ⅰ)如图是伽利略1604年做斜面实验时的一页手稿照片,照片左上角的三列数据如下表.表中第二列是时间,第三列是物体沿斜面运动的距离,第一列是伽利略在分析实验数据时添加的.根据表中的数据,伽利略可以得出的结论是()A.物体具有惯性B.斜面倾角一定时,加速度与质量无关C.物体运动的距离与时间的平方成正比D.物体运动的加速度与重力加速度成正比解析:通过第三列的数据可看出:130大概是32的4倍,而298大概是32的9倍…….依次类推,可看出物体运动的距离与时间的平方成正比,选项C正确.答案:C5.(2013·山东理综)(多选)伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索自然规律的科学方法,利用这种方法伽利略发现的规律有( ) A.力不是维持物体运动的原因B.物体之间普遍存在相互吸引力C.忽略空气阻力,重物与轻物下落得同样快D.物体间的相互作用力总是大小相等、方向相反解析:伽利略的“理想斜面实验”得出“物体在不受力的情况下会一直运动下去”的结论,故A正确.伽利略还做过“比萨斜塔实验”,得出“在忽略空气阻力的情况下,重的和轻的小球下落一样快”的结论,故C正确.答案:AC高考真题1.(2015·新课标全国Ⅰ)(多选)如图甲所示,一物块在t=0时刻滑上一固定斜面,其运动的v-t图线如图乙所示.若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为已知量,则可求出( )A .斜面的倾角B .物块的质量C .物块与斜面间的动摩擦因数D .物块沿斜面向上滑行的最大高度解析:上升过程中,mg sin θ+μmg cos θ=m v 0t 1,下降过程中,mg sin θ-μmg cos θ=m v 1t 1,两式m 均可约去,故运动情况与m 无关,也求不出m ,两式联立可得sin θ=v 0+v 12gt 1,μ=v 0-v 12gt 1cos θ,A 、C 正确,B 错误.根据v 20=2a 1x ,a 1=v 0t 1,h =x sin θ,可知h 可求,D 正确.答案:ACD2.(2015·海南卷)(多选)如图所示,升降机内有一固定斜面,斜面上放一物块.开始时,升降机做匀速运动,物块相对于斜面匀速下滑.当升降机加速上升时( )A .物块与斜面间的摩擦力减小B .物块与斜面间的正压力增大C .物块相对于斜面减速下滑D.物块相对于斜面匀速下滑解析:开始时,木块匀速运动mg sinθ=f,F N=mg cosθ,f=μmg cosθ,得μ=tanθ.当升降机加速上升时,对物块受力分析,其中f′=μF N′沿水平与竖直分解各力,得f′cosθ=F N′sinθ,即木块水平方向合力为零.说明木块在水平方向做匀速运动.又因为木块始终没有离开斜面,因此,物块相对斜面一定做匀速运动,C错误,D正确.由上面分析可知物块具有向上的加速度,即F N′cosθ+f′sinθ-mg=ma,解得F N′=m(g+a)cosθ>F N,f′=μF N′=μm(g+a)cosθ>f,A错误,B正确.答案:BD3.(2013·浙江理综)(多选)如图所示,总质量为460 kg的热气球,从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5 m/s2,当热气球上升到180 m时,以5 m/s的速度向上匀速运动.若离开地面后热气球所受浮力保持不变,上升过程中热气球总质量不变,重力加速度g=10 m/s2.关于热气球,下列说法正确的是( )A.所受浮力大小为4 830 NB.加速上升过程中所受空气阻力保持不变C.从地面开始上升10 s后的速度大小为5 m/sD.以5 m/s匀速上升时所受空气阻力大小为230 N解析:刚开始上升时,空气阻力为零,F浮-mg=ma,解得F浮=m(g+a)=4 830 N,A正确.加速上升过程,若保持加速度不变,则热气球上升到180 m时,速度v=2ah=6 5 m/s>5 m/s,所以热气球做加速度减小的加速直线运动,上升10 s后的速度v′<at=5 m/s,C错误.再由F浮-F阻-mg=ma 可知空气阻力F阻增大,B错误.匀速上升时,F浮=F阻+mg,所以F阻=F浮-mg=230 N,D正确.答案:AD4.(2014·山东高考)研究表明,一般人的刹车反应时间(即图甲中“反应过程”所用时间)t0=0.4 s,但饮酒会导致反应时间延长.在某次试验中,志愿者少量饮酒后驾车以v0=72 km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶,从发现情况到汽车停止,行驶距离L=39 m.减速过程中汽车位移s与速度v的关系曲线如图乙所示,此过程可视为匀变速直线运动.取重力加速度的大小g=10 m/s2.求:(1)减速过程汽车加速度的大小及所用时间;(2)饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少;(3)减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值. 解析:(1)设减速过程汽车加速度的大小为a ,所用时间为t ,由题可得初速度v 0=20 m/s ,末速度v =0,位移s =25 m ,由运动学公式得v 20-v 2=2as①t =v 0-va②联立①②式,代入数据得a =8 m/s 2③t =2.5 s .④(2)设志愿者反应时间为t ′,反应时间的增加量为Δt ,由运动学公式得L =v 0t ′+s ⑤Δt =t ′-t 0⑥联立⑤⑥式,代入数据得 Δt =0.3 s .⑦(3)设志愿者所受合力的大小为F ,汽车对志愿者作用力的大小为F 0,志愿者质量为m ,由牛顿第二定律得F =ma ⑧由平行四边形定则得F 20=F 2+(mg )2⑨联立③⑧⑨式,代入数据得F 0mg =415.⑩答案:(1)8 m/s 22.5 s (2)0.3 s (3)4155.(2015·新课标全国Ⅱ)下暴雨时,有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害.某地有一倾角为θ=37°(sin37°=35)的山坡C ,上面有一质量为m的石板B ,其上下表面与斜坡平行;B 上有一碎石堆A (含有大量泥土),A 和B 均处于静止状态.如图所示.假设某次暴雨中,A 浸透雨水后总质量也为m (可视为质量不变的滑块),在极短时间内,A 、B 间的动摩擦因数μ1减小为38,B 、C 间的动摩擦因数μ2减小为0.5,A 、B 开始运动,此时刻为计时起点;在第2 s 末,B 的上表面突然变为光滑,μ2保持不变,已知A 开始运动时,A 离B 下边缘的距离l =27 m ,C 足够长.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.取重力加速度大小g =10 m/s 2.求:(1)在0~2 s 时间内A 和B 加速度的大小; (2)A 在B 上总的运动时间.解析:首先判断A 、B 能否一起运动.因为μ1<μ2,则A 、B 有各自的运动加速度,通过受力分析和牛顿第二定律,分别求出两者加速度.(1)在0~2 s 时间内,A 和B 的受力如图所示,其中f 1、N 1是A 与B 之间的摩擦力和正压力的大小,f 2、N 2是B 与C 之间的摩擦力和正压力的大小,方向如图所示,由滑动摩擦力公式和力的平衡条件得f1=μ1N1①N1=mg cosθ②f2=μ2N2③N2=N1+mg cosθ④规定沿斜面向下为正方向,设A和B的加速度分别为a1和a2,由牛顿第二定律得mg sinθ-f1=ma1⑤mg sinθ-f2+f1=ma2⑥联立①②③④⑤⑥式,并代入题给条件得a1=3 m/s2⑦a2=1 m/s2.⑧(2)在t1=2 s,设A和B的速度分别为v1和v2,则v1=a1t1=6 m/s⑨v2=a2t1=2 m/s⑩t>t1时,设A和B的加速度分别为a1′和a2′,此时A与B之间擦力为零,同理可得a1′=6 m/s2⑪a2′=-2 m/s2⑫即B做减速运动,设经过时间t2,B的速度减为零,则有v2+a2′t2=0⑬联立○10⑫⑬式得 t 2=1 s ⑭在(t 1+t 2)时间内,A 相对于B 运动的距离为s =⎝ ⎛⎭⎪⎫12a 1t 21+v 1t 2+12a 1′t 22-⎝ ⎛⎭⎪⎫12a 2t 21+v 2t 2+12a 2′t 22=12 m<27 m ⑮此后B 静止不动,A 继续在B 上滑动,设再经过时间t 3后A 离开B , 则有l -s =(v 1+a 1′t 2)t 3+12a 1′t 23⑯可得t 3=1 s(另一解不合题意,舍去)⑰ 设A 在B 上总的运动时间为t 总,有t 总=t 1+t 2+t 3=4 s.答案:(1)3 m/s 2 1 m/s 2 (2)4 s高考真题1.(2014·北京理综)应用物理知识分析生活中的常见现象,可以使物理学习更加有趣和深入.例如平伸手掌托起物体,由静止开始竖直向上运动,直至将物体抛出.对此现象分析正确的是( )A .手托物体向上运动的过程中,物体始终处于超重状态B .手托物体向上运动的过程中,物体始终处于失重状态C .在物体离开手的瞬间,物体的加速度大于重力加速度D .在物体离开手的瞬间,手的加速度大于重力加速度解析:手托物体抛出的过程,必定有一段加速过程,其后可以减速、也可以匀速.当后期手和物体匀速运动时,物体既不超重也不失重,当手和物体减速运动时,物体处于失重状态,所以选项A 错误.物体从静止到有速度,必定有一段加速过程,此过程处于超重状态,所以选项B 错误.当物体离开手的瞬间,物体只受重力,此时物体的加速度等于重力加速度,C错误.手和物体分离之前速度相同,分离瞬间手的速度变化量比物体的速度变化量大,故手的加速度大,所以D正确.答案:D2.(2015·新课标全国Ⅱ)(多选)在一东西向的水平直铁轨上,停放着一列已用挂钩连接好的车厢.当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时,连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F;当机车在西边拉着车厢以大小为23a的加速度向西行驶时,P和Q间的拉力大小仍为F.不计车厢与铁轨间的摩擦,每节车厢质量相同,则这列车厢的节数可能为( ) A.8 B.10C.15 D.18解析:设每节车厢质量为m,挂钩P、Q西边车厢的质量为bm,东边的车厢质量为cm,当机车在东边时,以bm为研究对象,F=bma;当机车在西边时,以cm为研究对象,F=23cma,可得3b=2c.设3b=2c=k,则总节数d=b+c=56k,且d为正整数,则k取6、12、18…,d=5、10、15…,故选项B、C正确.答案:BC3.(2014·江苏卷)(多选)如图所示,A、B两物块的质量分别为2m和m,静止叠放在水平地面上.A、B间的动摩擦因数为μ,B与地面间的动摩擦因数为12μ.最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g.现对A施加一水平拉力F ,则( )A .当F <2μmg 时,A 、B 都相对地面静止 B .当F =52μmg 时,A 的加速度为13μgC .当F >3μmg 时,A 相对B 滑动D .无论F 为何值,B 的加速度不会超过12μg解析:A 、B 间的最大静摩擦力为f A m =2μmg ,B 与地面间的最大静摩擦力为f B m =32μmg .逐渐增大拉力F ,当F =32μmg 时,A 、B 间相对静止,B 与地面开始相对滑动,故选项A 错误;当A 、B 间刚开始相对滑动时,由牛顿第二定律,对物块A 有F -2μmg =2ma ,对物块B 有2μmg -32μmg =ma ,联立两式得F =3μmg ,也就是当F =3μmg 时,物块A 、B 开始相对滑动,因此F =52μmg时,A 、B 相对静止,整体应用牛顿第二定律可得此时的加速度为a A =F -32μmg 3m =13μg ,故选项B 、C 正确;物块A 、B 间,B 与地面间都相对滑动时,B 的加速度为a B =2μmg -32μmgm =12μg ,此后无论F 为何值,只要A 、B 间相对滑动,B 的加速度就是12μg ,所以B 的加速度不会超过此值,选项D 正确.答案:BCD4.(2015·新课标全国Ⅰ)一长木板置于粗糙水平地面上,木板左端放置一小物块;在木板右方有一墙壁,木板右端与墙壁的距离为4.5 m ,如图(a)所示.t =0时刻开始,小物块与木板一起以共同速度向右运动,直至t =1 s时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短).碰撞前后木板速度大小不变,方向相反;运动过程中小物块始终未离开木板.已知碰撞后1 s时间内小物块的v-t图线如图(b)所示.木板的质量是小物块质量的15倍,重力加速度大小g取10 m/s2.求:(1)木板与地面间的动摩擦因数μ1及小物块与木板间的动摩擦因数μ2;(2)木板的最小长度;(3)木板右端离墙壁的最终距离.解析:(1)规定向右为正方向.木板与墙壁相碰前,小物块和木板一起向右做匀变速运动,设加速度为a1,小物块和木板的质量分别为m和M,由牛顿第二定律有-μ1(m+M)g=(m+M)a1①由题图(b)可知,木板与墙壁碰前瞬间的速度v1=4 m/s,由运动学公式得v1=v0+a1t1②s0=v0t1+12a1t21③式中,t1=1 s,s0=4.5 m是木板碰前的位移,v0是小物块和木板开始运动时的速度.联立①②③式和题给条件得μ1=0.1④在木板与墙壁碰撞后,木板以-v1的初速度向左做匀变速运动,小物块以v1的初速度向右做匀变速运动.设小物块的加速度为a2,由牛顿第二定律有-μ2mg =ma 2⑤ 由题图(b)可得a 2=v 2-v 1t 2-t 1⑥式中,t 2=2 s ,v 0=0,联立⑤⑥式和题给条件得μ2=0.4.⑦(2)设碰撞后木板的加速度为a 3,经过时间Δt ,木板和小物块刚好具有共同速度v 3.由牛顿第二定律及运动学公式得μ2mg +μ1(M +m )g =Ma 3⑧ v 3=-v 1+a 3Δt ⑨ v 3=v 1+a 2Δt ⑩碰撞后至木板和小物块刚好达到共同速度的过程中,木板运动的位移为 s 1=-v 1+v 32Δt ⑪小物块运动的位移为s 2=v 1+v 32Δt ⑫小物块相对木板的位移为 Δs =s 2-s 1⑬联立⑥⑧⑨⑩⑪⑫⑬式,并代入数值得 Δs =6.0 m ⑭因为运动过程中小物块没有脱离木板,所以木板的最小长度应为6.0 m. (3)在小物块和木板具有共同速度后,两者向左做匀变速运动直至停止,设加速度为a 4,此过程中小物块和木板运动的位移为s 3,由牛顿第二定律及运动学公式得μ1(m+M)g=(m+M)a4⑮0-v23=2a4s3⑯碰后木板运动的位移为s=s1+s3⑰联立⑥⑧⑨⑩⑪⑮⑯⑰式,并代入数值得s=-6.5 m⑱木板右端离墙壁的最终距离为6.5 m.答案:(1)0.1 0.4 (2)6.0 m (3)6.5 m高考真题1.(2015·安徽理综)图示是α粒子(氦原子核)被重金属原子核散射的运动轨迹,M、N、P、Q是轨迹上的四点,在散射过程中可以认为重金属原子核静止不动.图中所标出的α粒子在各点处的加速度方向正确的是( )A.M点B.N点C.P点D.Q点解析:根据运动的合成与分解规律可知,α粒子运动的轨迹应向受力的一侧弯曲,α粒子加速度的方向与α粒子受到的合外力方向相同,粒子受到的合外力方向在两点的连线上且为斥力,由图可知M点、N点、Q点的加速度方向错误,P点加速度方向正确,选项C正确.答案:C2.(2011·上海卷)如图,人沿平直的河岸以速度v 行走,且通过不可伸长的绳拖船,船沿绳的方向行进,此过程中绳始终与水面平行.当绳与河岸的夹角为α,船的速率为( )A .v sin α B.v sin α C .v cos α D.vcos α解析:将人的运动速度v 沿着绳子方向和垂直于绳子方向进行正交分解,如图,由于绳子始终处于绷紧状态,因而小船的速度等于人沿着绳子方向的分速度,根据此图得v 船=v cos α,选项C 正确.答案:C3.(2014·四川理综)有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为v 的大河.小明驾着小船渡河,去程时船头指向始终与河岸垂直,回程时行驶路线与河岸垂直.去程与回程所用时间的比值为k ,船在静水中的速度大小相同,则小船在静水中的速度大小为( )A. kvk2-1B.v1-k2C.kv1-k2D.vk2-1解析:设河宽为d,船在静水中的速度大小为v1,据题意,去程时t1=dv1,回程时t2=dv21-v2,又k=t1t2,由以上各式可得v1=v1-k2,选项B正确.只要根据题意将时间求出即可得出结论.答案:B4.(2014·四川理综)小文同学在探究物体做曲线运动的条件时,将一条形磁铁放在桌面的不同位置,让小钢珠在水平桌面上从同一位置以相同初速度v0运动,得到不同轨迹.图中a、b、c、d为其中四条运动轨迹,磁铁放在位置A时,小钢珠的运动轨迹是________(填轨迹字母代号),磁铁放在位置B时,小钢珠的运动轨迹是________(填轨迹字母代号).实验表明,当物体所受合外力的方向跟它的速度方向________(选填“在”或“不在”)同一直线上时,物体做曲线运动.解析:本题考查探究物体做曲线运动的条件,意在考查考生的阅读、识图、理解和分析等能力.磁铁放在位置A时,磁体处于初速度方向所确定的直线上,则小钢珠做直线运动且沿直线b运动;磁铁放在位置B时,磁体不处于初速度方向所确定的直线上,则小钢珠做曲线运动且偏离原直线方向沿曲线c 运动.由此得出物体所受合外力的方向与它的初速度方向不在同一直线上时,物体就做曲线运动.答案:b c 不在高考真题1.(2015·新课标全国Ⅰ)一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示,水平台面的长和宽分别为L 1和L 2,中间球网高度为h .发射机安装于台面左侧边缘的中点,能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球,发射点距台面高度为3h .不计空气的作用,重力加速度大小为g .若乒乓球的发射速率v 在某范围内,通过选择合适的方向,就能使乒乓球落到球网右侧台面上,则v 的最大取值范围是( )A.L 12g6h <v <L 1g 6hB.L 14g h <v <L 21+L 22g 6hC.L 12g 6h <v <12L 21+L 22g 6hD.L 14g h <v <12L 21+L 22g 6h解析:当乒乓球恰好能落到球台角上时发射速度最大,有v max t 1=L 21+⎝ ⎛⎭⎪⎫L 222,12gt 21=3h ,解得v max =12L 21+L 22g 6h.当乒乓球平行球台边缘运动且刚过网时为最小速度,有v min t 2=L 12,12gt 22=2h ,解得v min =L 14gh.D 正确.答案:D2.(2015·浙江理综)如图所示为足球球门,球门宽为L .一个球员在球门中心正前方距离球门s 处高高跃起,将足球顶入球门的左下方死角(图中P 点).球员顶球点的高度为h ,足球做平抛运动(足球可看成质点,忽略空气阻力),则( )A .足球位移的大小x =L 24+s 2B .足球初速度的大小v 0=g 2h L 24+s 2C .足球末速度的大小v =g 2h L 24+s 2+4gh D .足球初速度的方向与球门线夹角的正切值tan θ=L2s解析:足球做平抛运动,平抛运动的高度为h ,平抛运动的水平位移d =s 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫L 22,足球的位移x =h 2+d 2,A 错误.足球运动的时间t =2hg,足球的初速度v 0=dt=g 2h ⎝ ⎛⎭⎪⎫L 24+s 2,B 正确.足球末速度的大小v =v 20+v 2y =g 2h ⎝ ⎛⎭⎪⎫L 24+s 2+2gh ,C 错误.初速度的方向与球门线夹角的正切为tan θ=s L 2=2sL,D 错误. 答案:B3.(2013·北京理综)在实验操作前应该对实验进行适当的分析.研究平抛运动的实验装置示意如图所示.小球每次都从斜槽的同一位置无初速释放,并从斜槽末端水平飞出.改变水平板的高度,就改变了小球在板上落点的位置,从而可描绘出小球的运动轨迹.某同学设想小球先后3次做平抛,将水平板依次放在如图1、2、3的位置,且1与2的间距等于2与3的间距.若3次实验中小球从抛出点到落点的水平位移依次为x 1、x 2、x 3,机械能的变化量依次为ΔE 1、ΔE 2、ΔE 3,忽略空气阻力的影响,下面分析正确的是( )A .x 2-x 1=x 3-x 2,ΔE 1=ΔE 2=ΔE 3B .x 2-x 1>x 3-x 2,ΔE 1=ΔE 2=ΔE 3C .x 2-x 1>x 3-x 2,ΔE 1<ΔE 2<ΔE 3D .x 2-x 1<x 3-x 2,ΔE 1<ΔE 2<ΔE 3解析:水平释放后,小球做平抛运动.竖直方向做自由落体运动,速度均匀增大,因h 12=h 23,所以t 12>t 23;水平方向做匀速运动,x =vt ,所以x 2-x 1>x 3-x 2.因忽略空气阻力的影响,故小球机械能守恒,机械能变化量ΔE 1=ΔE 2=ΔE 3=0.综上所述,B 正确.答案:B4.(2014·新课标全国Ⅱ)取水平地面为重力势能零点.一物块从某一高度水平抛出,在抛出点其动能与重力势能恰好相等.不计空气阻力.该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为( )A.π6B.π4C.π3D.π12 解析:设物块的质量为m ,初速度为v 0,落地时速度方向与水平方向的夹角为θ.由题知12mv 20=mgh ,由动能定理知12mv 2-12mv 20=mgh ,得物块落地时的动能E k =12mv 2=2×12mv 20,则落地时的速度v =2v 0,cos θ=v 0v =22,故θ=π4,B 正确.答案:B5.(2014·浙江理综)如图所示,装甲车在水平地面上以速度v 0=20 m/s 沿直线前进,车上机枪的枪管水平,距地面高h =1.8 m .在车正前方竖直立一块高为两米的长方形靶,其底边与地面接触.枪口与靶距离为L 时,机枪手正对靶射出第一发子弹,子弹相对于枪口的初速度v =800 m/s.在子弹射出的同时,装甲车开始匀减速运动,行进s =90 m 后停下.装甲车停下后,机枪手以相同方式射出第二发子弹.(不计空气阻力,子弹看成质点,重力加速度g =10 m/s 2)(1)求装甲车匀减速运动的加速度大小;(2)当L =410 m 时,求第一发子弹的弹孔离地的高度,并计算靶上两个弹孔之间的距离;(3)若靶上只有一个弹孔,求L 的范围.解析:(1)装甲车的加速度a =v 202s =209m/s 2.(2)第一发子弹飞行时间t 1=Lv +v 0=0.5 s弹孔离地高度h 1=h -12gt 21=0.55 m第二发子弹弹孔离地的高度h 2=h -12g ⎝⎛⎭⎪⎫L -s v 2=1.0 m 两弹孔之间的距离Δh =h 2-h 1=0.45 m.(3)第一发子弹打到靶的下沿时,装甲车离靶的距离为L 1,L 1=(v 0+v )2hg=492 m第二发子弹打到靶的下沿时,装甲车离靶的距离为L 2,L 2=v2hg+s =570 mL 的范围为492 m<L ≤570 m.答案:(1)209 m/s 2 (2)0.55 m ;0.45 m (3)492 m<L ≤570 m高考真题1.(2015·福建理综)如图所示,在竖直平面内,滑道ABC 关于B 点对称,且A 、B 、C 三点在同一水平线上.若小滑块第一次由A 滑到C ,所用的时间为t 1,第二次由C 滑到A ,所用的时间为t 2,小滑块两次的初速度大小相同且运动过程始终沿着滑道滑行,小滑块与滑道的动摩擦因数恒定,则( )A .t 1<t 2B .t 1=t 2C .t 1>t 2D .无法比较t 1、t 2的大小解析:小滑块运动过程中受滑动摩擦力F f =μF N .经过AB 段和BC 段时受力情况如图所示.根据圆周运动的知识可得mg -F N1=m v 21r ,F N2-mg =m v 22r.在AB 段运动时,速度越大,F N1越小,滑动摩擦力F f =μF N 越小;在BC 段运动时,速度越小,F N2越小,滑动摩擦力也越小.把滑块由A 到C 和由C 到A 的运动相比较,在AB 段运动时前者速度较大,受摩擦力小,在BC 段运动时前者速度较小,受摩擦力小.综上,滑块从A 到C 运动过程中受摩擦力较小,因此平均速度较大,时间较短,A 正确.答案:A2.(2015·天津理综)未来的星际航行中,宇航员长期处于零重力状态,为缓解这种状态带来的不适,有人设想在未来的航天器上加装一段圆柱形“旋转舱”,如图所示,当旋转舱绕其轴线匀速旋转时,宇航员站在旋转舱内圆柱形侧壁上,可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力.为达到上述目的,下列说法正确的是( )A .旋转舱的半径越大,转动的角速度就应越大B .旋转舱的半径越大,转动的角速度就应越小C .宇航员质量越大,旋转舱的角速度就应越大D .宇航员质量越大,旋转舱的角速度就应越小解析:旋转舱转动过程中侧壁对宇航员的支持力提供宇航员做圆周运动的向心力,由题意F N =mω2R =mg ,从式中可以看出,需保证ω2R =g ,半径越大,转动角速度应越小,A 错误,B 正确.由于m 可以约掉,角速度与宇航员质量无关,C 、D 错误.答案:B3.(2014·安徽理综)如图所示,一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度ω转动,盘面上到转轴距离2.5 m 处有一小物体与圆盘始终保持相对静止.物体与盘面间的动摩擦因数为32(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),盘面与水平面的夹角为30°,g取10 m/s2,则ω的最大值是( )A. 5 rad/sB. 3 rad/sC.1.0 rad/s D.0.5 rad/s解析:小物块恰好滑动时,应在A点,对滑块受力分析.由牛顿第二定律得μmg cos30°-mg sin30°=mω2r,解得ω=1.0 rad/s,C正确.答案:C4.(2014·新课标全国Ⅱ)如图所示,一质量为M的光滑大圆环,用一细轻杆固定在竖直平面内;套在大环上质量为m的小环 (可视为质点),从大环的最高处由静止滑下.重力加速度大小为g.当小环滑到大环的最低点时,大环对轻杆拉力的大小为( )A.Mg-5mg B.Mg+mgC.Mg+5mg D.Mg+10mg解析:设大环的半径为r,小环滑到最低点的速度为v.由机械能守恒得,1 2mv2=mg·2r.在最低点对小球受力分析,得F N-mg=mv2r.联立解得F N=5mg.。
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近年湖南高考运动学计算题1.(05年湖南)原地起跳时,先屈腿下蹲,然后突然蹬地。
从开始蹬地到离地是加速过程(视为匀加速)加速过程中重心上升的距离称为“加速距离”。
离地后重心继续上升,在此过程中重心上升的最大距离称为“竖直高度”。
现有下列数据:人原地上跳的“加速距离”m d 50.01=,“竖直高度”m h 0.11=;跳蚤原地上跳的“加速距离”m d 00080.02=,“竖直高度”m h 10.02=。
假想人具有与跳蚤相等的起跳加速度,而“加速距离”仍为0.50m ,则人上跳的“竖直高度”是多少?2.(06年湖南)一水平的浅色长传送带上放置一煤块(可视为质点),煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ。
初始时,传送带与煤块都是静止的。
现让传送带以恒定的加速度α0开始运动,当其速度达到v 0后,便以此速度做匀速运动。
经过一段时间,煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后,煤块相对于传送带不再滑动。
求此黑色痕迹的长度。
3.(18年湖南)甲乙两运动员在训练交接棒的过程中发现:甲经短距离加速后能保持9m/s 的速度跑完全程:乙从起跑后到接棒前的运动是匀加速的。
为了确定乙起跑的时机,需在接力区前适当的位置设置标记。
在某次练习中,甲在接力区前S 0 = 13.5m 处作了标记,并以V =9m/s 的速度跑到此标记时向乙发出起跑口令。
乙在接力区的前端听到口令时起跑,并恰好在速度达到与甲相同时被甲追上,完成交接棱。
已知接力区的长度为L = 20m 。
求:(1)此次练习中乙在接棒前的加速度a 。
(2)在完成交接棒时乙离接力区末端的距离。
4.(18年湖南)己知O 、A 、B 、C 为同一直线上的四点,AB 间的距离为,BC 间的距离为。
一物体自O 点由静止出发,沿此直线做匀加速运动,依次经过A 、B 、C 三点。
己知物体通过AB 段与BC 段所用的时间相等,求O 与A 的距离。
5.(10年湖南)短跑名将博尔特在北京奥运会上创造了100m 和200m 短跑项目的新世界纪录,他的成绩分别是9.69 s 和l9.30 s 。
高三物理功率练习题

高三物理功率练习题一、选择题(每题4分,共20分)1. 以下哪个量不是表示功率的单位?A. 瓦特(W)B. 千瓦(kW)C. 焦耳(J)D. 伏特(V)2. 某个负载的电流为2A,电压为10V,该负载的功率是多少?A. 0.2WB. 5WC. 12WD. 20W3. 功率为100W的灯泡通电10小时,消耗的电能是多少?A. 10JB. 100JC. 1000JD. 10000J4. 功率为500W的电视每天开机6小时,一个月的总电能消耗量是多少?A. 10kWhB. 20kWhC. 90kWhD. 180kWh5. 两个势能相等的物体A和B,A在10秒内消耗完其势能,而B 却在20秒内消耗完其势能。
那么,A比B的功率:A. 大2倍B. 小2倍C. 等量D. 数据不足二、计算题(每题20分,共60分)1. 一台电视机的功率为100W,如果每天使用6小时,一个月的总电能消耗量是多少?解:首先,一个月的总小时数为30天×24小时=720小时。
所以,电能消耗量 = 功率 ×使用时间 = 100W × 6小时 = 600Wh = 0.6kWh。
因此,一台电视机一个月的总电能消耗量为0.6kWh。
2. 一个汽车引擎的功率为50kW,如果汽车在10秒内消耗完其势能,求汽车的势能。
解:功率 = 势能 / 时间,所以势能 = 功率 ×时间。
由题可知,功率为50kW,时间为10秒,代入公式计算得势能为50kW × 10秒 = 500kW·s。
3. 某电灯的功率为60W,通电8小时后,消耗的电能是多少?解:首先,通电时间为8小时,功率为60W。
所以,电能消耗量 = 功率 ×使用时间 = 60W × 8小时 = 480Wh =0.48kWh。
因此,某电灯通电8小时后消耗的电能为0.48kWh。
三、应用题(每题40分,共80分)1. 一个电冰箱的功率为200W,如果它每天工作10小时,一个月的总电能消耗量为30kWh。
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导体棒MN的初速度v1= =1 m/s.(1分)
(3)根据v-t图象可知导体棒PQ在2~3 s内做匀减速运动,其加速度为a2=-4 m/s2(1分)
对导体棒PQ进行受力分析,根据牛顿第二定律得
mgsin53°-μ(mgcos53°+F′安)=ma2(2分)
计算题满分专练(一)
24.(12分)(2017·江苏卷)如图所示,两个半圆柱A、B紧靠着静置于水平地面上,其上有一光滑圆柱C,三者半径均为R.C的质量为m,A、B的质量都为 ,与地面间的动摩擦因数均为μ.现用水平向右的力拉A,使A缓慢移动,直至C恰好降到地面.整个过程中B保持静止.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g.求:
根据题意,B保持静止,则有Ffmin=Fxmax(1分)
解得μmin= (1分)
(3)C下降的高度h=( -1)R(1分)
A的位移x=2( -1)R(1分)
摩擦力做功的大小Wf=Ffx=2( -1)μmgR(1分)
根据动能定理W-Wf+mgh=0-0(1分)
解得W=(2μ-1)( -1)mgR(1分)
(1)未拉A时,C受到B作用力的大小F;
(2)动摩擦因数的最小值μmin;
(3)A移动的整个过程中,拉力做的功W.
解析:(1)对C受力分析,如图所示.
根据平衡条件有2Fcos 30°=mg(2分)
解得F= mg(1分)
(2)C恰好降到地面时,B受C压力的水平分力最大
Fxmax= mg(1分)
B受地面的摩擦力Ff=μmg(1分)
解得安培力做功W安=-6 J(1分)
回路中产生的焦耳热Q总=-W安=2Q1(1分)
在1~2 s内导体棒PQ上产生的焦耳热Q1=3 J.(1分)
答案:(1)0.2 N(2)1 m/s(3)3 J
(1)0~1 s内导体棒PQ所受的安培力为多大?
(2)v1的大小为多少?
(3)如果在1~2 s内外力的功为WF=9 J,则该过程中导体棒PQ上产生的焦耳热为多少?
解析:(1)导体棒MN沿导轨左侧下滑,根据右手定则可知导体棒MN中的感应电流由N指向M,则导体棒PQ中的电流由P指向Q,根据左手定则可知导体棒PQ受到的安培力垂直于右侧导轨向下.
解得安培力F′安=1.8 N(1分)
由F′安=BI′L= = 可得
2 s末导体棒MN的速度大小为
v2= =9 m/s(1分)
在1~2 s内导体棒MN做匀加速运动,导体棒MN的位移x2= (v1+v2)Δt=5 m(1分)
1~2 s内,对导体棒MN应用动能定理得WF+mgx2sin37°-μmgx2cos37°+W安= mv - mv (2分)
答案:(1) mg(2) (3)(2μ-1)( -1)mgR
25.(20分)两足够长的对应边平行的相同直角形导轨按图甲所示的方式固定在水平面上,其中导轨右侧所在平面的倾角θ=53°,两导轨之间的距离为L=0.2 m,在整个空间加上斜向左上方且与水平方向也成θ=53°角的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B=1.0 T.两根质量均为m=0.1 kg、阻值均为R=0.1Ω的导体棒MN、PQ分别垂直导轨放在导轨左侧与右侧,两导体棒与导轨之间的动摩擦因数均为μ=0.5.t=0时刻,使导体棒MN以初速度v1沿左侧的导轨向下滑动,当t=1 s时在导体棒MN上施加一个沿导轨平面向下的外力,使导体棒MN保持恒定的加速度沿导轨下滑,当t=2 s时撤去外力,利用速度传感器描绘出导体棒PQ的速度随时间的变化规律,如图乙所示,已知在0~1 s、2~3 s的时间内对应的图线均为倾斜的直线.两导轨电阻均不计,整个过程两导体棒始终与导轨保持良好的接触,重力加速度g=10 m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6.
根据v-t图象可知,导体棒PQ在0~1 s内的加速度a1=4 m/s2(1分)
对导体棒PQ进行受力分析,根据牛顿第二定律有
mgsin53°-μ(mgcos53°+F安)=ma1(2分)
解得安培力F安=0.2 N.1分)
(2)对导体棒PQ:F安=BIL(1分)
回路中电流I= =1 A(1分)
导体棒MN产生的感应电动势为E=I·2R=0.2 V(1分)