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文檔簡介
1、功能 關(guān)系的應(yīng)用專 題專題定位:本專題主要用功能的觀點解決物體的運動和帶電體、帶電粒子、導體棒在電場或磁場中的運動問題.考查的重點有以下幾方面:重力、摩擦力、靜電力和洛倫茲力的做功特點和求解;與功、功率 相關(guān)的分析與計算; 幾個重要的功能關(guān)系的應(yīng)用;動能定理的綜合應(yīng)用; 綜合應(yīng)用機械能守恒定律和能量守恒定律分析問題從近幾年高考來看,對本專題的考查主要以多過程、多狀態(tài)的形式出現(xiàn),常與 其他知識綜合考查,對考生的能力要求較高.5年來高考對動能和動能定理、功能關(guān)系、機械能守恒定律及其應(yīng)用的考查略有浮動,整體趨于平穩(wěn)試題一般條件隱蔽,過程復(fù)雜,靈活性強.2016年高考,單獨考查會以選擇題為主;如果與牛
2、頓運動定律、曲線運動、電磁學等內(nèi)容結(jié)合考查會以計算題為主預(yù)計以 選擇題形式呈現(xiàn)的概率較大近幾年全國高考題:1. (2014課標n單選)一物體靜止在粗糙水平地面上現(xiàn)用一大小為F1的水平拉力拉動物體,經(jīng)過一段時間后其速度變?yōu)関若將水平拉力的大小改為F2,物體從靜止開始經(jīng)過同樣的時間后速度變?yōu)?v.對于上述兩個過程,用 Wf1、Wf2分別表示拉力F1、F2所做的功,Wf1、Wf2分別表示前后兩次克服摩擦力所做的 功,則()A. Wf2>4Wf1, Wf2>2Wf1B . Wf2>4Wf1, Wf2= 2Wf1C. Wf2<4Wf1, Wf2= 2Wf1D. Wf2<4W
3、f1, Wf2<2Wf12. (2015浙江理綜 多選)我國科學家正在研制航母艦載機使用的電磁彈射器.艦載機總質(zhì)量為3.0X 104 kg.設(shè)起飛過程中發(fā)動機的推力恒為1.0X 105 N ;彈射器有效作用長度為100 m,推力恒定要求艦載機在水平彈射結(jié)束時速度大小達到80 m/s.彈射過程中艦載機所受總推力為彈射器和發(fā)動機推力之和,假設(shè)所受阻力為總推力的20%,則()A .彈射器的推力大小為1.1 X 106 NB .彈射器對艦載機所做的功為1.1X 108 J8.8 X 107 W D .艦載機在彈射過程中的加速度大小為32 m/s2C.彈射器對艦載機做功的平均功率為 高考題型1:動
4、能定理應(yīng)用例1、(單選)如圖所示,某段滑雪道傾角為30°總質(zhì)量為m的滑雪運動員從高為1h處的雪道頂端由靜止開始勻加速下滑,加速度為3g,在他下滑到底端的過程中 ()一 一 一 一 一 1A .運動員減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能B .運動員獲得的動能為§mgh2 1C.運動員克服摩擦力做功為 §mghD .運動員減少的機械能為 gmgh2. (單選)如圖所示,質(zhì)量相等的物體 A、B通過一輕質(zhì)彈簧相連,開始時 B放在地面上,A、B均處于 靜止狀態(tài),此時彈簧壓縮量為 AX1,現(xiàn)通過細繩將 A向上緩慢拉起,第一階段拉力做功為 W1時,彈簧變?yōu)樵L;第二階段拉力再做功 W2
5、時,B剛要離開地面,此時彈簧伸長量為 AX2,已知彈簧彈性勢能與形變量平方成正比(彈簧一直在彈性限度內(nèi)),則()A . Ax1> Ax2 B .拉力做的總功等于 A的重力勢能的增加量C.第一階段,拉力做的功等于 A的重力勢能的增加量D .第二階段,拉力做的功等于 A的重力勢能的增加量3、(多選)如圖所示,卷揚機的繩索通過定滑輪用力F拉位于粗糙斜面上的木箱,使之沿斜面加速向上移動在移動過程中,下列說法中正確的是()A、F對木箱做的功等于木箱增加的動能與木箱克服摩擦力所做的功之和B、F對木箱作的功等于木箱克服摩擦力和克服重力做的功之和C、木箱克服重力做的功等于木箱增加的重力勢能D、F對木箱做
6、的功等于木箱增加的機械能與木箱克服摩擦力做的功之L= 2 m,小物體A與斜面間的動摩4、(多選)如圖所示,傾角 0= 30。的斜面固定在水平面上,斜面長擦因數(shù)=-3,輕彈簧下端固定在斜面底端,彈簧處于原長時上端正好在斜面中點B處.現(xiàn)從斜面最高點6給物體A 一個沿斜面向下的初速度vo= 2 m/s,物體A將彈簧壓縮到最短后又恰好被彈回到AB的中點C處,不計空氣阻力,g = 10 m/s2,則()A .物體第一次運動到B點時速率為3m/sB .彈簧最大的壓縮量為0.15 mC.物體在被反彈上升過程中到達B點時速度最大D .物體第二次運動到B點時速率為3 m/s5、如圖所示為倉儲公司常采用的“自動化
7、”貨物裝卸裝置,兩個相互垂直的斜面固定在地面上,貨箱A(含貨物)和配重B通過與斜面平行的輕繩跨過光滑滑輪相連.A裝載貨物后從h= 8.0 m高處由靜止釋放,運動到底端時,A和B同時被鎖定,缺貨后解除鎖定,A在B的牽引下被拉回原高度處,再次被鎖定.已知0= 53 ° B的質(zhì)量M為1.0 X 103 kg, A、B與斜面間的動摩擦因數(shù)均為尸0.5,滑動摩擦力與最大靜摩擦力相等,g 取 10 m/s2, sin 53 = 0.8, cos 53 = 0.6.(1)為使A由靜止釋放后能沿斜面下滑,其質(zhì)量m需要滿足什么條件?若A的質(zhì)量m = 4.0X 103 kg,求它到達底端時的速度v;為了
8、保證能被安全鎖定,A到達底端的速率不能大于 12 m/s.請通過計算判斷:當 A的質(zhì)量m不斷增加時,該裝置能否被安全鎖定.高考題型2:機械能守恒定律的應(yīng)用應(yīng)用機械能守恒定律的“四種情景”(1)情景一:物體沿軌道運動,軌道光滑,物體只受重力和軌道彈力,只有重力對物體做功時.(2)情景二:物體在繩子或桿作用下運動,繩子或桿對物體的彈力始終與速度方向垂直時.(3)情景三:物體只在重力作用下做自由落體、上拋、下拋、平拋等各種拋體運動時.(4)情景四:多個物體組成的系統(tǒng),在運動過程中沒有摩擦生熱,沒有非彈性碰撞,沒有繩子瞬間繃緊等現(xiàn)象,只有動能與重力勢能 (或彈性勢能)相互轉(zhuǎn)化時.fir.:WuW 中J
9、, m例6 (單選).(2015天津理綜)如圖所示,固定的豎直光滑長桿上套有質(zhì)量為m的小圓環(huán),圓環(huán)與水平狀態(tài)的輕質(zhì)彈簧一端連接, 彈簧的另一端連接在墻上, 且處于原長狀態(tài).現(xiàn)讓 圓環(huán)由靜止開始下滑,已知彈簧原長為 L,圓環(huán)下滑到最大距離時彈簧的長度變?yōu)?2L(未 超過彈性限度),則在圓環(huán)下滑到最大距離的過程中 ( )A .圓環(huán)的機械能守恒B 彈簧彈性勢能變化了 3mgLC.圓環(huán)下滑到最大距離時,所受合力為零D 圓環(huán)重力勢能與彈簧彈性勢能之和保持不變7.(多選)如圖所示,質(zhì)量分別為 m和2m的兩個小球A和B,中間用輕質(zhì)桿相連,在桿的中點0處有固定轉(zhuǎn)動軸,把桿置于水平位置后釋放,在B球順時針擺動到
10、最低位置的過程中A . B球的重力勢能減少,動能增加,B球和地球組成的系統(tǒng)機械能守恒B . A球的機械能增加C. A球、B球和地球組成的系統(tǒng)機械能守恒D .輕質(zhì)桿對 B球不做功1 kg和2 kg的可視為質(zhì)點的& (多選)如圖所示,在傾角 0= 30。的光滑固定斜面上,放有兩個質(zhì)量分別為小球A和B,兩球之間用一根長L = 0.2 m的輕桿相連,小球 B距水平面的高度h= 0.1 m。兩球由靜止開始下滑到光滑地面上,不計球與地面碰撞時的機械能損失,g取10 m/s2。則下列說法中正確的是 ()A .整個下滑過程中 A球機械能守恒B.整個下滑過程中 A球和B球系統(tǒng)機械能守恒"2 h
11、C.整個下滑過程中輕桿對 A球做負功D 整個下滑過程中 B球機械能的增加量為3 j9 (單選)如圖所示,粗細均勻,兩端開口的U形管內(nèi)裝有同種液體,開始時兩邊液面高度差為h,管中( )高考題型3:能量守恒(功能關(guān)系)的應(yīng)用液柱總長度為4h,后來讓液體自由流動,當兩液面高度相等時,右側(cè)液面下降的速度為例10.(多選)如圖,質(zhì)量為 M、長度為L的小車靜止在光滑水平面上,質(zhì)量為m的小物塊(可視為質(zhì)點)放在小車的最左端?,F(xiàn)用一水平恒力F作用在小物塊上,使小物塊從靜止開始做勻加速直線運動。小物塊和小車之間的摩擦力為 Ff,小物塊滑到小車的最右端時,小車運動的距離為X。此過程中,以下結(jié)論正確的是()A .小
12、物塊到達小車最右端時具有的動能為(F Ff)(L + x)B 小物塊到達小車最右端時,小車具有的動能為FfXC.小物塊克服摩擦力所做的功為FfLD .小物塊和小車增加的機械能為Fx11. (多選)如圖所示,足夠長的傳送帶以恒定速率沿順時針方向運轉(zhuǎn)。現(xiàn)將一個物體輕輕放在傳送帶底端,物體第一階段被加速到與傳送帶具有相同的速度,第二階段勻速運動到傳送帶頂端。,則下列說法中正確的是()A .第一階段和第二階段摩擦力對物體都做正功B 第一階段摩擦力對物體做的功大于物體機械能的增加量C .第二階段摩擦力對物體做的功等于第二階段物體機械能的增加量D .第一階段摩擦力與物體和傳送帶間的相對位移的乘積在數(shù)值上等
13、于系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量12. (單選)在傾角為B的固定光滑斜面上有兩個用輕彈簧相連接的物塊A、B,它們的質(zhì)量分別為 mi、m2,彈簧勁度系數(shù)為k, C為一固定擋板,系統(tǒng)處于靜止狀態(tài).現(xiàn)用一平行斜面向上的恒力F拉物塊A使之向上運動,當物塊 B剛要離開擋板C時,物塊A運動的距離為d,速度為v.則此時()A .拉力做功的瞬時功率為FvsinB B .物塊B滿足m2gsin B = kdF 一 kdiC.物塊A的加速度為D.彈簧彈性勢能的增加量為Fd -miv2mi2高考題型4:幾個重要的功能關(guān)系在電學中的應(yīng)用解題方略:1.靜電力做功與路徑無關(guān).若電場為勻強電場,貝yW Fl cos a = Eqlcos
14、a ;若是非勻強電場,則一般利用 W= qU來求.2. 磁場力又可分為洛倫茲力和安培力.洛倫茲力在任何情況下對運動的電荷都不做功;安培力可以做正功、負功,還可以不做功.3. 電流做功的實質(zhì)是電場對移動電荷做功.即W UIt = Uq4. 導體棒在磁場中切割磁感線時,棒中感應(yīng)電流受到的安培力對導體棒做負功,使機械能轉(zhuǎn)化為電能.5. 靜電力做的功等于電勢能的變化,即W/b= A &例13. (2015四川理綜)(多選)如圖所示,半圓槽光滑、絕緣、固定,圓心是0,最低點是P,直徑MN水平.a、b是兩個完全相同的帶正電小球(視為點電荷),b固定在M點,a從N點靜止釋放,沿半圓槽運動經(jīng)過P點到達
15、某點Q(圖中未畫出)時速度為零.則小球 a( )A .從N到Q的過程中,重力與庫侖力的合力先增大后減小B .從N到P的過程中,速率先增大后減小C.從N到Q的過程中,電勢能一直增加D .從P到Q的過程中,動能減少量小于電勢能增加量14、(多選)如圖所示,豎直向上的勻強電場中,一豎直絕緣輕彈簧的下端固定在地面上,上端連接一帶正電小球,小球靜止時位于N點,彈簧恰好處于原長狀態(tài).保持小球的帶電量不變,現(xiàn)將小球提高到MINM T點由靜止釋放.則釋放后小球從M運動到N的過程中()A .小球的機械能與彈簧的彈性勢能之和保持不變B .小球重力勢能的減少量等于小球電勢能的增加量C.彈簧彈性勢能的減少量等于小球動
16、能的增加量D .小球動能的增加量等于電場力和重力做功的代數(shù)和15、(多選)如圖所示,質(zhì)量分別為mi和m2的兩個小球A、B,帶有等量異種電荷, 通過絕緣輕彈簧相連接, 置于絕緣光滑的水平面上,突然加一水平向右的勻強電場后,兩小球A、B將由靜止開始運動,當彈簧長度第一次達到最大值時,對兩小球A、B和彈簧組成的系統(tǒng)(設(shè)整個過程中不考慮電荷間庫侖力的作用,且彈簧不超過彈性限度)在這一過程中,下列說法中正確的是()BA .由于電場力對球 A和球B做的總功為0,故小球電勢能總和始終不變B .由于兩個小球所受電場力等大反向,故系統(tǒng)機械能守恒C.當彈簧長度達到最大值時,系統(tǒng)機械能最大D .當小球所受電場力與彈
17、簧的彈力大小相等時,系統(tǒng)動能最大16 . (2015 山東理綜 多選)如圖甲,兩水平金屬板間距為d,板間電場強度的變化規(guī)律如圖乙所示.t = 0時刻,質(zhì)量為 m的帶電微粒以初速度 vo沿中線射入兩板間,0彳時間內(nèi)微粒勻速運動, T時刻微粒恰好經(jīng)金屬板邊緣飛出.微粒運動過程中未與金屬板接觸.重力加速度的大小為 動的描述,正確的是()A .末速度大小為.2voB .末速度沿水平方向一 1C.重力勢能減少了 2mgdg.關(guān)于微粒在0T時間內(nèi)%1:圖叩D .克服電場力做功為 mgd17、侈選)靜電場在x軸上的電場強度 E隨x的變化關(guān)系如圖 6-2-12所示,T 2T T圖乙x軸正向為電場強度正方向,帶
18、正電的點電荷沿x軸運動,則點電荷()A .在X2和X4處電勢能相等B .由X1運動到X3的過程中電勢能增大C.由X1運動到X4的過程中電場力先增大后減小D .由X1運動到X4的過程中電場力先減小后增大18(單選)、如圖所示,一個電量為+Q的點電荷甲,固定在絕緣水平面上的q、質(zhì)量為m的點電荷乙從 A點以初速度V0沿它們的連線向甲運動,至UB點時速度最小且為 v,已知靜電力常量為k,點電荷乙與水平面的動摩擦因數(shù)為禺AB間距離為L,則以下說法不正確的是A . OB間的距離為kQq卩mgB .從A到B的過程中,電場力對點電荷乙做的功為oit 2 1 2 mg& 2mv0 ?mvC.從A到B的過
19、程中,電場力對點電荷乙做的功為mgUF *mv2- mv02D .從A到B的過程中,乙的電勢能減少19、如圖所示,均可視為質(zhì)點的三個物體A、B、C在傾角為30。的光滑斜面上,A與B緊靠在一起,C緊靠在固定擋板上,質(zhì)量分別為mA= 0.43 kg , mB= 0.20 kg , mc= 0.50 kg,其中A不帶電,B、C的電量分別為qB=+ 2X 10一5 C、qc = + 7X 105 C且保持不變,開始時三個物體均能保持靜止?,F(xiàn)給A施加一平行于斜面向上的力 F,使A做加速度a= 2.0 m/s2的勻加速直線運動,經(jīng)過時間t,力F變?yōu)楹懔ΑR阎o電力常量 k = 9.0 >109 N
20、m2/C2, g 取 10 m/s2。求:(1) 開始時BC間的距離L;"V盛(2) F從變力到恒力需要的時間t;(3) 在時間t內(nèi),力F做功Wf= 2.31 J,求系統(tǒng)電勢能的變化量AEpo高考題型5:功能觀點在電磁感應(yīng)問題中的應(yīng)用解題方略:1.電磁感應(yīng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流在磁場中必定受到安培力的作用,因此,要維持感應(yīng)電流的存在,必須有“外力”克服安培力做功,將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能.“外力”克服安培力做了多少功,就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能.2當感應(yīng)電流通過用電器時,電能又轉(zhuǎn)化為其他形式的能安培力做功的過程,或通過電阻發(fā)熱的過程,是電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程安培力做了多少功,就
21、有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.3若回路中電流恒定,可以利用電路結(jié)構(gòu)及W Ult或Q= I2Rt直接進行計算電能.4.若電流變化,則:(1)利用安培力做的功求解:電磁感應(yīng)中產(chǎn)生的電能等于克服安培力所做的功;(2)利用能量守恒求解:若只有電能與機械能的轉(zhuǎn)化,則機械能的減少量等于產(chǎn)生的電能.例20. (2014安徽高考 單選)英國物理學家麥克斯韋認為,磁場變化時會在空間激發(fā)感生電場。如圖9-2-3所示,一個半徑為 r的絕緣細圓環(huán)水平放置,環(huán)內(nèi)存在豎直向上的勻強磁場B,環(huán)上套一帶電荷量為+ q的小球。已知磁感應(yīng)強度 B隨時間均勻增加,其變化率為k,若小球在環(huán)上運動一周,則感生電場對小球的作用力所做功的
22、大小是()C. 2 n2qkD. n2qk21、侈選)如圖所示,間距為 L,電阻不計的足夠長平行光滑金屬導軌水平放置,導軌左端用一阻值為 的電阻連接,導軌上橫跨一根質(zhì)量為m,電阻也為R的金屬棒,金屬棒與導軌接觸良好。整個裝置處于豎直向上、磁感應(yīng)強度為 B的勻強磁場中?,F(xiàn)使金屬棒以初速度V。沿導軌向右運動,若金屬棒在整個運動過程中通過的電荷量為 q。下列說法正確的是()A .金屬棒在導軌上做勻減速運動B .整個過程中電阻 R上產(chǎn)生的焦耳熱為 普C.整個過程中金屬棒在導軌上發(fā)生的位移為2brD .整個過程中金屬棒克服安培力做功為mv2222.(多選)兩根足夠長的平行光滑導軌豎直固定放置,頂端接一電
23、阻R,導軌所在平面與勻強磁場垂直。將一金屬棒與下端固定的輕彈簧的上端拴接,金屬棒和導軌接觸良好,重力加速度為g,如圖3所示?,F(xiàn)將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放,則()A .金屬棒在最低點的加速度小于gB .回路中產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢能的減少量C.當彈簧彈力等于金屬棒的重力時,金屬棒下落速度最大D .金屬棒在以后運動過程中的最大高度一定低于靜止釋放時的高度0,導軌電阻不計,與阻值為 R的定值電阻相連,23.(多選)如圖所示,平行金屬導軌與水平面間的傾角為勻強磁場垂直穿過導軌平面,磁感應(yīng)強度為B。有一質(zhì)量為 m、長為I的導體棒從ab位置獲得平行于斜面的、大小為v的初速度向上運動,最遠到達a
24、' b'的位置,滑行的距離為s,導體棒的電阻也為R,與導軌之間的動摩擦因數(shù)為w則()A.上滑過程中導體棒受到的最大安培力為B2I2v2R1B .上滑過程中電流做功發(fā)出的熱量為mv2 mgs(sin 0+ qos 0)C.上滑過程中導體棒克服安培力做的功為"mv2D.上滑過程中導體棒損失的機械能為1?mv2 mgssin 024、如圖所示,傾角 0= 30°寬為L = 1 m的足夠長的U形光滑金屬導軌固定在磁感應(yīng)強度B = 1 T、范m= 0.2圍足夠大的勻強磁場中,磁場方向垂直導軌平面斜向上.現(xiàn)用一平行于導軌的力F牽引一根質(zhì)量kg、電阻R= 1 Q的導體棒a
25、b由靜止開始沿導軌向上滑動;牽引力的功率恒定為導體棒剛達到穩(wěn)定速度v時棒上滑的距離s= 11.9 m.導體棒ab始終垂直于導軌且與導軌接觸良好,P= 90 W,經(jīng)過t= 2 s不計導軌電阻及一切摩擦,取g= 10 m/s2.求:從開始運動到達到穩(wěn)定速度過程中導體棒產(chǎn)生的焦耳熱Qi;(2) 若在導體棒沿導軌上滑達到穩(wěn)定速度前某時刻撤去牽引力,從撤去牽引力到棒的速度減為零的過程中通過導體棒的電荷量為q= 0.48 C,導體棒產(chǎn)生的焦耳熱為Q2= 1.12 J,則撤去牽引力時棒的速度v '多大?25、如圖所示,水平面內(nèi)有兩根足夠長的平行導軌Li、L2,其間距d = 0.5 m,左端接有容量
26、C= 2 000的電容。質(zhì)量m= 20 g的導體棒可在導軌上無摩擦滑動,導體棒和導軌的電阻不計。整個空間存在著垂直導軌所在平面的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B= 2 T?,F(xiàn)用一沿導軌方向向右的恒力Fi = 0.44 N作用于導體棒,使導體棒從靜止開始運動,經(jīng)t時間后到達B處,速度v= 5 m/s。此時,突然將拉力方向變?yōu)檠貙к壪蜃?,A處,整個過程電容器未被擊穿。求大小變?yōu)镕2,又經(jīng)2t時間后導體棒返回到初始位置(1) 導體棒運動到B處時,電容C上的電量;(2) t的大小;F2的大小。功能關(guān)系的應(yīng)用專題答案近幾年全國高考題:1、C 2、ABD訓練:1、D 2、B 3、CD 4、AB 5、6、B 7、BC
27、 8、BCD 9、A 10、AB 11、ACD 12、C 13、BC 14、BC 15、CD 16、BC 17、BC 18、B 19、20、D 21、CD 22、AD 23、ABD5解析 (1)左斜面傾角為0,則右斜面傾角為3= 90 °-53 ° 37 °貨箱由靜止釋放后能沿斜面下滑,則:mgsi n 0 Mgs in 3卩 mgos 0杪 Mgos 3>0 得 m>2.0X 103 kg.(2)對系統(tǒng)應(yīng)用動能定理:=2(M + m)v2得 v = 2 10 m/s.,hsin 3 zmgh Mgsn0 (卩 mgos 0+ 卩 Mgos(3) 當A
28、的質(zhì)量m與B的質(zhì)量M之間關(guān)系滿足 m? M時,貨箱下滑的加速度最大,到達斜面底端的速度也 最大,此時有: mgsin 0 卩 mgps 0= mamam= 5 m/s2又:vm = 2amL 貨箱到達斜面底端的最大速度:vm= 10 m/s<12 m/s所以,當A的質(zhì)量m不斷增加時,該運輸裝置能被安全鎖定.kqcqB19解析:(1)ABC靜止時,以 AB為研究對象有:(mA + mB)gsin 30 =卞 解得:L = 2.0 m。給A施加力F后,AB沿斜面向上做勻加速運動,AB分離時兩者之間彈力恰好為零,對B用牛頓第二定律得:理晉mBgs in 30 = mBa解得:I = 3.0 m
29、1有勻加速運動規(guī)律得:I L = ?at2解得:t= 1.0 s。(3) AB分離時兩者仍有相同的速度,在時間t內(nèi)對AB用動能定理得:1 2Wf (mA+ mB)g(l L)sin 30 +°Wc= §(mA+ mB)v2 及:v = at 得:Wc= 2.1 J所以系統(tǒng)電勢能的變化量圧p= 2.1 J。24、解析 (1)導體棒達到穩(wěn)定速度 v時,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和物體平衡條件有:、E1感應(yīng)電動勢為 E1= BLv感應(yīng)電流為11 = -R牽引力的功率為 P= Fv 根據(jù)平衡條件得 F mgsin 0- BI1L = 01由能量守恒有:Pt = mg ssin 0+ m
30、v2 + Q1 聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得:Q1= 160 J(2)設(shè)導體棒從撤去牽引力到速度為零的過程沿導軌上滑距離為x,則有:E通過導體棒的電荷量 q = I t 由閉合電路歐姆定律有I = -R根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,有"E =晉 磁通量的變化量 =B (Lx)1由能量守恒有:2mv,2= mg xs in 0+ Q2 聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得:v '= m/s25解析(1)當導體棒運動到B處時,電容器兩端電壓為U = Bdv = 2 X 0.5 X 5 V = 5 V此時電容器的帶電量q = CU = 2 000 X 10 6X 5 C= 1 X 10 2 C棒在Fi作用下有 Fi B
31、ld = mai,q CBd &Av又 1 = At= 丁,ai = At(3)由(2)可知棒在F2作用下,運動的加速度a2 =F2m + CB2d2,方向向左,又1ait2= ait2t 2a2 2t 2聯(lián)立解得:ai= 20 m/s2m+ CB2d2則 t =豐 0.25 s將相關(guān)數(shù)據(jù)代入解得F2= 0.55 N。3. (2015 西臨川二中月考)如圖2所示,A、B、C三個一樣的滑塊從粗糙斜面上的同一高度同時開 始運動,A由靜止釋放,B的初速度方向沿斜面向下,大小為Vo, C的初速度方向沿斜面水平,大小也為V0。下列說法中正確的是()A . A和C將同時滑到斜面底端B 滑到斜面底端
32、時,C 滑到斜面底端時,D 滑到斜面底端時,B的機械能減少最多B的動能最大C的重力勢能減少最多13如圖所示,一質(zhì)量為 m的物塊以一定的初速度 vo從斜面底端沿斜面向上運動,恰能滑行到斜面頂端。 設(shè)物塊和斜面的動摩擦因數(shù)一定,斜面的高度h和底邊長度x可獨立調(diào)節(jié)(斜邊長隨之改變),下列說法正確的是()A 若增大m,物塊仍能滑到斜面頂端B .若只增大h,物塊不能滑到斜面頂端,但上滑最大高度一定增大C.若只增大x,物塊不能滑到斜面頂端,但滑行水平距離一定增大D 若再施加一個水平向右的恒力,物塊一定從斜面頂端滑出10、滑塊以速率V1靠慣性沿固定斜面由底端向上運動,當它回到出發(fā)點時速率為V2,且V2V V
33、1,若滑塊向上運動的位移中點為 A,取斜面底端重力勢能為零,則()A. 上升時機械能減少,下降時機械能增大B. 上升時機械能減少,下降時機械能也減少C. 上升時過程中動能和勢能相等的位置在A點上方D. 上升時過程中動能和勢能相等的位置在A點下方20.質(zhì)量為m的子彈,以水平速度 V射入靜止在光滑水平面上質(zhì)量為M的木塊,并留在其中,下列說法正確的是()A 子彈克服阻力做的功與木塊獲得的動能相等B 阻力對子彈做的功與子彈動能的減少相等C 子彈克服阻力做的功與子彈對木塊做的功相等D 子彈克服阻力做的功大于子彈對木塊做的功2.侈選)如圖6-4-10所示,粗糙程度均勻的絕緣斜面下方O點處有一正點電荷,帶負
34、電的小物體以初速度V1從M點沿斜面上滑,到達 N點時速度為零,然后下滑回到M點,此時速度為V2(V2<V1)。若小物體電荷量保持不變,OM = ON,貝U ()圖 6-4-10V1 2+ V22A 小物體上升 的最大高度為gB .從N到M的過程中,小物體的電勢能逐漸減小C .從M到N的過程中,電場力對小物體先做負功后做正功D .從N到M的過程中,小物體受到的摩擦力和電場力均是先增大后減小O點,另一端與小球小球 為h, 下列19 一質(zhì)量為m的小球套在傾斜放置的固定光滑桿上,一根輕質(zhì)彈簧的一端懸掛于 相連,彈簧與桿在同一豎直平面內(nèi),將小球沿桿拉到與彈簧水平的位置由靜止釋放, 沿桿下滑,當彈簧
35、位于豎直位置時,小球速度恰好為零,此時小球下降的豎直高度 如圖所示.若全過程中彈簧處于伸長狀態(tài)且處于彈性限度內(nèi),重力加速度為g,則說法正確的是A .當彈簧與桿垂直時,小球動能最大B .當小球沿桿方向的合力為零時,小球動能最大C. 在小球自開始下滑至滑到最低點的過程中,彈簧所做的負功小于mghD. 在小球自開始下滑至滑到最低點的過程中,彈簧彈性勢能的增加量等于mgh10.侈選)(2015江蘇省模擬)如圖11甲,真空中有一半徑為 R、電荷量為+ Q的均勻帶電球體,以球心為坐標原點,沿半徑方向建立x軸。理論分析表明,x軸上各點的電場強度隨 x變化關(guān)系如圖乙,則()”、A甲圖11A . X2處電場強度
36、和X1處的電場強度大小相等、方向相同B .球內(nèi)部的電場為勻強電場C . X1、X2兩點處的電勢相同D .假設(shè)將一個帶正電的試探電荷沿 x軸移動,則從X1移到R處電場力做的功大于從 R移到X2處電 場力做的功典例(多選)如圖6-2-4所示,A、B、C、D、E、F為勻強電場中一個邊長為10 cm的正六邊形的六個頂點,A、B、C三點電勢分別為1V、2 V、3V,正六邊形所在平面與電場線平行。下列說法正確的是A .通過CD和AF的直線應(yīng)為電場中的兩條等勢線B .勻強電場的電場強度大小為10 V/mC.勻強電場的電場強度方向為由 C指向AD .將一個電子由E點移到D點,電子的電勢能將減少 1.6X 10
37、19 J典例2如圖9-4-9所示,長平行導軌PQ、MN光滑,相距I = 0.5 m,處在同一水平面中,磁感應(yīng)強度B = 0.8 T的勻強磁場豎直向下穿過導軌面。橫跨在導軌上的直導線ab的質(zhì)量m= 0.1 kg、電阻R= 0.8Q,導軌電阻不計。導軌間通過開關(guān)S將電動勢E= 1.5 V、內(nèi)電阻r= 0.2 Q的電池接在 M、P兩端,試計算分析:(1)導線ab的加速度的最大值和速度的最大值是多少?在閉合開關(guān)S后,怎樣才能使ab以恒定的速度v= 7.5 m/s沿導軌向右運動?試描述這時電路中的 能量轉(zhuǎn)化情況(通過具體的數(shù)據(jù)計算說明)。解析(1)在S剛閉合的瞬間,導線 ab速度為零,沒有電磁感應(yīng)現(xiàn)象,由a到b的電流10 =R+
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