第12講 專題六：臨界問題(下)(大綱版).doc

10高三物理第一輪高考復習課程第 12 講 臨界問題（下） 主講人：孟衛(wèi)東1.如圖所示，質量為M的木板靜置在光滑的水平面上，在M上放置一個質量為m的物塊，物塊與木板的接觸面粗糙。當物塊m獲得初速度v0而向右滑動時，在滑動過程中下面敘述正確的是（ ）A若M不固定，則m克服摩擦力做的功全部轉化為內能B若M固定，則m對M的摩擦力的沖量為零C若M不固定，則m減小的動能等于M增加的動能D不論M是否固定，m與M相互作用力的沖量大小相等，方向相反答案：D詳解：沖量與動量的關系，可以得知D正確，B錯誤；系統(tǒng)的能量關系為m的初動能轉化成了內能和兩者最終的動能，AC錯誤；2.如圖所示，真空中水平放置的兩個相同極板Y和Y長為L，相距d，足夠大的豎直屏與兩板右側相距b在兩板間加上可調偏轉電壓U，一束質量為m、帶電量為+q的粒子（不計重力）從兩板左側中點A以初速度v0沿水平方向射入電場且能穿出 YYv0L Adb（1）證明粒子飛出電場后的速度方向的 反向延長線交于兩板間的中心O點；（2）求兩板間所加偏轉電壓U的范圍；（3）求粒子可能到達屏上區(qū)域的長度YYv0AOv0vyxyy0答案：（1）設粒子在運動過程中的加速度大小為a，離開偏轉電場時偏轉距離為y，沿電場方向的速度為vy，偏轉角為，其反向延長線通過O點，O點與板右端的水平距離為x，則有y 聯立可得 即粒子飛出電場后的速度方向的反向延長線交于兩板間的中心（2） 式解得當時，則兩板間所加電壓的范圍 （3）當時，粒子在屏上側向偏移的距離最大（設為y0），則而解得 則粒子可能到達屏上區(qū)域的長度為 3.如圖所示的軌道由位于豎直平面的圓弧軌道和水平軌道兩部分相連而成 水平軌道的右側有一質量為2m 的滑塊C 與輕質彈簧的一端相連，彈簧的另一端固定在豎直的墻M上，彈簧處于原長時，滑塊C 在P 點處；在水平軌道上方O 處，用長為L 的細線懸掛一質量為m 的小球B，B 球恰好與水平軌道相切于D 點，并可繞D 點在豎直平面內擺動。質量為m 的滑塊A 由圓弧軌道上靜止釋放，進入水平軌道與小球B 發(fā)生碰撞，A、B 碰撞前后速度發(fā)生交換 P 點左方的軌道光滑、右方粗糙，滑塊A、C 與PM 段的動摩擦因數均為，其余各處的摩擦不計，A、B、C 均可視為質點，重力加速度為g 求：若滑塊A 能以與球B 碰前瞬間相同的速度與滑塊C 相碰，A 至少要從距水平軌道多高的地方開始釋放?答案：詳解：要使滑塊A能以與B碰前瞬間相同的速度與C碰撞，必須使小球B受A撞擊后在豎直平面內完成一個完整的圓周運動后從左方撞擊A，使A繼續(xù)向右運動。設A從距水平面高為H的地方釋放，與B碰前的速度為。對A，由機械能守恒得：；碰撞后，A的速度為0，B的速度為，設小球B通過最高點的速度為，則它通過最高點的條件是：小球B從最低點到最高點機械能守恒：聯立上述各式可得BAC4.如圖所示將一光滑的半圓槽置于光滑水平面上，讓一小球自左側槽口A的正上方靜止開始下落，與圓弧槽相切自A點進入槽內，到達最低點B，再上升到C點后離開半圓槽，則以下結論中不正確的是（ ）.A小球在半圓槽內從A運動到B的過程中，只有重力對它做功， 所以小球的機械能守恒.B小球在半圓槽內運動的過程中，小球與半圓槽組成的系統(tǒng)機械能守恒.C小球在半圓槽內運動的過程中，小球與半圓槽組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒.D小球離開C點以后，將做豎直上拋運動.答案：A詳解：因為地面光滑，半圓槽會運動，所以小球的機械能有一部分轉換成了半圓槽的動能，A錯誤；其它選項容易判斷正確；PMABN5.如圖所示，平行板電容器兩極板M、N水平放置，距離為d =1.0cm，其電容為，上極板M與地連接，且中央有一小孔A，開始時兩極板不帶電。一個裝滿油的容器置于小孔A正上方，帶電油滴一滴一滴地，從容器下的小孔無初速滴下，正好掉入小孔。油滴下落高度處，帶電量，質量，設油滴落在N板后把全部電量傳給N板，N板上積存的油可以不考慮，g取10m/s2，求：(1)第幾滴油滴在板間作勻速直線運動？(2)能夠到達N板的油滴數量最多為多少？答案：（1）n=1001 （2）m=1.1104 詳解：(1)設第n滴油滴將在兩板間作勻速直線運動。所以，當第n滴油滴作勻速直線運動下落時，兩板間的場強由平衡條件可知，此時有 解得 （2）設能到達N板的液滴不會超過n滴，即第n滴在兩板間作勻減速直線運動，到達N板時的速度剛好為零。由動能定理得 其中U為第n油滴運動時兩板間的電壓，則由以上兩式聯立解得 6.如圖所示，輕質彈簧將質量為m的小物塊連接在質量為M(M=3m)的光滑框架內。小物塊位于框架中心位置時彈簧處于自由長度現設框架與小物塊以共同速度V0沿光滑水平面向左勻速滑動。(1)若框架與墻壁發(fā)生瞬間碰撞后速度為零，但與墻壁間不粘連，求框架脫離墻壁后的運動過程中，彈簧彈性勢能的最大值。(2)若框架與墻壁發(fā)生瞬間碰撞，立即反彈，在以后過程中彈簧的最大彈性勢能為，求框架與墻壁碰撞時損失的機械能E1。(3)在(2)情形下試判定框架與墻壁能否發(fā)生第二次碰撞?若不能，說明理由若能，試求出第二次碰撞時損失的機械能E2。(設框架與墻壁每次碰撞前后速度大小之比不變)答案：（1） （2）E1= （3）能，E2=詳解：（1）框架與墻壁碰撞后，物塊以V0壓縮彈簧，后又返回，當返回原位時框架開始離開，由機械能守恒知，此時物塊速度是V0方向向右。設彈簧有最大勢能時共同速度為V由動量守恒定律知 m V0=4mV由能量守恒定律 =+ EPEP= （2）設框架反彈速度為V1 、最大勢能時共同速度為V。則由動量、能量守恒定律得3m V1m V0=4mV 解得：9+18 V1 V07=0 V1= (舍去)帶入得:V=0 E1= （3）由（2）知第一次碰后反彈后，二者總動量為零，故當彈簧再次伸展后仍可繼續(xù)與墻壁相撞，并以V1=的速度與墻壁相撞，由題意知， 所以 故E2=7.如圖八所示，木塊靜止在光滑水平面上，子彈A、B從木塊兩側同時水平射入木塊，最終都停在木塊中，這一過程中木塊始終保持靜止?，F知道子彈A射入的深度dA 大于子彈 B射入的深度dB。若用tA、tB表示它們在木塊中運動的時間，用EkA、EkB表示