高三物理三輪沖刺計算專題練習10

1、2009屆高三三輪沖刺物理題型專練系列計算題部分(十)計算題1.在研究摩擦力特點的實驗中，將木塊放在水平長木板上，如圖a所示，用力沿水平方向拉木塊，拉力從0開始逐漸增大分別用力傳感器采集拉力和木塊所受到的摩擦力，并用計算機繪制出摩擦力Ff 隨拉力F的變化圖像，如圖b所示已知木塊質量為0.78kg取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80（1）求木塊與長木板間的動摩擦因數（2）若木塊在與水平方向成37°角斜向右上方的恒定拉力F作用下，以a=2.0m/s2的加速度從靜止開始做勻變速直線運動，如圖c所示拉力大小應為多大？（3）在（2）中

2、力作用2s后撤去拉力F，求運動過程中摩擦力對木塊做的功F(c)(a)力傳感器(b)43.12F/NFf /N0214 8 122有一種磁性加熱裝置，其關鍵部分由焊接在兩個等大的金屬圓環(huán)上的n根間距相等的平行金屬條組成"鼠籠"狀，如圖所示，每根金屬條的長度為L，電阻為R，金屬環(huán)的直徑為D。電阻不計。圖中虛線表示的空間范圍內存在著磁感強度為B的勻強磁場，磁場的寬度恰好等于"鼠籠"金屬條的間距，當金屬環(huán)以角速度繞過兩圓環(huán)的圓心的軸OO'旋轉時，始終有一根金屬條在垂直切割磁感線。"鼠籠"的轉動由一臺電動機帶動，這套加熱裝置的效率為。求

3、：（1）在磁場中正在切割磁感線的那根金屬條上通過的電流。（2）切割磁感線的金屬條受到的安培力大小和電動機輸出的機械功率。3嫦娥一號”探月衛(wèi)星與稍早前日本的“月亮女神號”探月衛(wèi)星不同，“嫦娥一號”衛(wèi)星是在繞月球極地軌道上運動，由于月球的自轉，“嫦娥一號”衛(wèi)星能探測到整個月球表面。12月11日“嫦娥一號”衛(wèi)星CCD相機已對月球背面進行成像探測，并獲得了月球背面部分區(qū)域的影像圖。衛(wèi)星在繞月極地軌道上做圓周運動時距月球表面高為H，繞行的周期為TM；月球繞地公轉的周期為TE，半徑為R0。地球半徑為RE，月球半徑為RM。試解答下列問題：若忽略地球引力及太陽引力對繞月衛(wèi)星的影響，試求月球與地球的質量比；當繞

4、月極地軌道的平面與月球繞地球公轉的軌道平面垂直，也與地心到月心的連線垂直（如圖所示）時，探月衛(wèi)星向地球發(fā)送所拍攝的照片. 此照片由探月衛(wèi)星傳送到地球最少需要多少時間（已知光速為c）？4如圖所示，半徑為R的水桶蓋上有一個質量為m的小物塊，放在桶蓋的正中央，桶蓋是一塊半徑稍稍大于水桶半徑的質量為M的木板，木板與小物塊之間的動摩擦因數為，木板與桶之間的摩擦不計現瞬間給木板一個向右的初速度，使之向右滑出，右邊有一個與水桶等高的光滑臺面，其作用是保證桶蓋不會翻倒 小物塊和桶蓋恰好分離時的速度多大?若保證小物塊落入桶內而不會掉在桶外，所給的初速度至少應該多大?只要小物塊能夠落人桶內，請通過推導說明：不論木

5、板的速度大小如何，小物塊與木板總會在同一點分離51935年在蘇聯(lián)的一條直鐵軌上，有一列火車因蒸汽不足而停駛，駕駛員把貨車廂甲（如圖所示）留在現場，只拖著幾節(jié)車廂向前方不遠的車站開進，但他忘了將貨車廂剎好，使車廂在斜坡上以4ms的速度勻速后退，此時另一列火車乙正以16ms的速度向該貨車廂駛來，駕駛技術相當好的駕駛員波爾西列夫立即剎車，緊接著加速倒退，結果恰好接住了貨車廂甲，從而避免了相撞，設列車乙剎車過程和加速倒退過程均為勻變速直線運動，且加速度大小均為2ms2，求波爾西列夫發(fā)現貨車廂甲向自己駛來而立即開始剎車時，兩車相距多遠？6如圖所示，OACO為置于水平面內的光滑閉合金屬導軌，O、C處分別接

6、有短電阻絲（圖中用粗線表示），R1=4、R2=8（導軌其它部分電阻不計）。導軌OAC的形狀滿足 （單位：m）。磁感應強度B=0.2T的勻強磁場方向垂直于導軌平面。一足夠長的金屬棒在水平外力F作用下，以恒定的速率v=5.0m/s水平向右在導軌上從O點滑動到C點，棒與導軌接觸良好且始終保持與OC導軌垂直，不計棒的電阻。求：外力F的最大值；金屬棒在導軌上運動時電阻絲R1上消耗的最大功率；在滑動過程中通過金屬棒的電流I與時間t的關系。7如圖所示，水平面上有兩根相距0.5m的足夠長的平行金屬導軌MN和PQ，它們的電阻可忽略不計，在M和 P之間接有阻值為R的定值電阻，導體棒ab長0.5m，其電阻為r，與導

7、軌接觸良好.整個裝置處于方向豎直向上的勻強磁場中，磁感應強度B0.4T.現使ab以10ms的速度向右做勻速運動. (1)ab中的感應電動勢多大? (2)ab中電流的方向如何? (3)若定值電阻R3.0,導體棒的電阻r1.0,，則電路電流大?8近期科學中文版的文章介紹了一種新技術-航天飛纜，航天飛纜是用柔性纜索將兩個物體連接起來在太空飛行的系統(tǒng)。飛纜系統(tǒng)在太空飛行中能為自身提供電能和拖曳力，它還能清理"太空垃圾"等。從1967年至1999年17次試驗中，飛纜系統(tǒng)試驗已獲得部分成功。該系統(tǒng)的工作原理可用物理學的基本定律來解釋。下圖為飛纜系統(tǒng)的簡化模型示意圖，圖中兩個物體P，Q的

8、質量分別為mP、mQ，柔性金屬纜索長為l，外有絕緣層，系統(tǒng)在近地軌道作圓周運動，運動過程中Q距地面高為h。設纜索總保持指向地心，P的速度為vP。已知地球半徑為R，地面的重力加速度為g。（1）飛纜系統(tǒng)在地磁場中運動，地磁場在纜索所在處的磁感應強度大小為B，方向垂直于紙面向外。設纜索中無電流，問纜索P、Q哪端電勢高？此問中可認為纜索各處的速度均近似等于vP，求P、Q兩端的電勢差；（2）設纜索的電阻為R1，如果纜索兩端物體P、Q通過周圍的電離層放電形成電流，相應的電阻為R2，求纜索所受的安培力多大；（3）求纜索對Q的拉力FQ。衛(wèi)星停泊軌道過渡軌道繞月軌道L1L2L39我國發(fā)射的“嫦娥一號”衛(wèi)星發(fā)射后

9、首先進入繞地球運行的“停泊軌道”，通過加速再進入橢圓“過渡軌道”，該軌道離地心最近距離為L1，最遠距離為L2，衛(wèi)星快要到達月球時，依靠火箭的反向助推器減速，被月球引力“俘獲”后，成為環(huán)月球衛(wèi)星，最終在離月心距離L3的“繞月軌道”上飛行已知地球半徑為R，月球半徑為r，地球表面重力加速度為g，月球表面的重力加速度為g/6，求：（1）衛(wèi)星在“停泊軌道”上運行的線速度；（2）衛(wèi)星在“繞月軌道”上運行的線速度 10如圖所示，半徑R=0.80m的光滑圓弧軌道豎直固定，過最低點的半徑OC處于豎直位置，其右方有底面半徑r=0.2m的轉筒，轉筒頂端與C等高，下部有一小孔，距頂端h=0.8m，轉筒的軸線與圓弧軌道

10、在同一豎直平面內，開始時小孔也在這一平面內的圖示位置現使一質量m=0.1kg的小物塊自A點由靜止開始下落后打在圓弧軌道上的B點但不反彈，在瞬間碰撞過程中，小物塊沿半徑方向的分速度立刻減為0，沿切線方向的分速度不變此后，小物塊沿圓弧軌道滑下，到達C點時觸動光電裝置，使轉筒立刻以某一角速度勻速轉動起來，且小物塊最終正好進入小孔已知A、B到圓心O的距離均為R，與水平方向的夾角均為=30°，不計空氣阻力，g取l0m/s2，求：（1）小物塊到達C點時對軌道的壓力大小 FC；（2）轉筒軸線距C點的距離L；（3）轉筒轉動的角速度.11.如圖1所示，聲源S和觀察者A都沿x軸正方向運動，相對

11、于地面的速率分別為和?？諝庵新曇魝鞑サ乃俾蕿?，設，空氣相對于地面沒有流動。圖1（1）若聲源相繼發(fā)出兩個聲信號。時間間隔為，請根據發(fā)出的這兩個聲信號從聲源傳播到觀察者的過程。確定觀察者接收到這兩個聲信號的時間間隔。（2）請利用（1）的結果，推導此情形下觀察者接收到的聲波頻率與聲源發(fā)出的聲波頻率間的關系式。12.如圖所示，質量為M=2kg的足夠長的小平板車靜止在光滑水平面上，車的一端靜止著質量為MA=2kg的物體A(可視為質點)。一個質量為m=20g的子彈以500m/s的水平速度迅即射穿A后，速度變?yōu)?00m/s，最后物體A靜止在車上。若物體A與小車間的動摩擦因數=0.5。（g取10m / s2）

12、平板車最后的速度是多大？全過程損失的機械能為多少？A在平板車上滑行的距離為多少？2009屆高三三輪沖刺物理題型專練系列計算題部分(十)答案計算題1.（1）由（b）圖可知，木塊所受到的滑動摩擦力Ff =3.12N （1分）由Ff =FN （1分）得=0.4 （2分）（2）物體受重力G、支持力FN、拉力F和摩擦力Ff作用將F分解為水平和豎直兩方向，根據牛頓運動定律Fcos-Ff=ma （1分）Fsin +FN= mg （1分）Ff =FN （1分）聯(lián)立各式得F=4.5N （3分）（3）全過程應用動能定理WFWf=0 （1分）WF=Fxcos （1分）x= （1分）代入數據得Wf=-14.4J （1

13、分）2.解析：（1）因為始終有一根金屬條切割磁感線，感應電動勢大小為：BL（） 因磁場寬度恰好等于"鼠籠"金屬條間的距離，除產生感應電動勢的那根金屬條以外，其他（n1）根金屬條并聯(lián)形成外電路，可畫出如圖所示的等效電路，整個電路在每一時刻的總電阻為：R總R 在磁場中切割磁感線的金屬條上通過的電流為：I （2）這根金屬條受到的安培力大小為F 當電動機帶動"鼠籠"以角速度勻速轉動時安培力（阻力）的功率為： P安F（），這個功率也就是"鼠籠"產生的電功率，通過電流的熱效應，轉化為"鼠籠"產生的熱功率。 電動機輸出的機械功率

14、為：P3對月球 對衛(wèi)星4對物塊對蓋： 恰好分離的臨界條件是： 恰好分離的條件： 小物塊位移蓋的位移聯(lián)球解得：設分離點在A點，則 與無關，可見分離點應是一個的定點，都會在同一點分離.5解：取向右方向為正方向6.解析：金屬棒勻速運動，E=BLv，Lmax=2sin90°=2m，=8/3，故Fmax=0.3N =1W金屬棒與導軌接觸點間的長度隨時間變化，且x=vt，E=BLv，故7.解析：（1）ab中的感應電動勢為： 代入數據得：E=2.0V （2）ab中電流方向為ba（3）由閉合電路歐姆定律，回路中的電流 代入數據得：I0.5A 8.解析：（1）纜索的電動勢 E=Blvp P、Q兩點電勢

15、差 UPQ=Blvp，P點電勢高（2）纜索電流 安培力（3）Q的速度設為vQ，Q受地球引力和纜索拉力FQ作用 P、Q角速度相等 又 聯(lián)立、解得：9解：(1) （2分）得 （2分） （2分）（2） （2分） （2分） （2分）10解（1）由題意可知，ABO為等邊三角形，則AB間距離為R，小物塊從A到B做自由落體運動，根據運動學公式有 （2分） （2分）從B到C，只有重力做功，據機械能守恒定律 （4分）在C點，根據牛頓第二定律有 代入數據解得 （3分）據牛頓第三定律可知小物塊到達C點時對軌道的壓力FC=3.5N （1分）（2）滑塊從C點到進入小孔的時間 （2分） （2分） （3）在小球平拋的時間內，圓桶必須恰好轉整數轉，小球才能鉆入小孔即）(n=1,2,3) 11.圖2解析：作聲源S、觀察者A、聲信號P（P1為首發(fā)聲信號，P2為再發(fā)聲信號）的位移時間圖象如圖2所示圖線的斜率即為它們的速度則有：兩式相減可得：解得（2）設聲源發(fā)出聲波的振動周期為T，這樣，由以上結論，觀察者接收到的聲波振動的周期為 由此可得，觀察者接收到的聲波頻率與聲源發(fā)出聲波頻率間的關系為12.解：