(通用版)2017屆高三物理二輪復(fù)習(xí)計(jì)算題32分強(qiáng)化練2

計(jì)算題32分強(qiáng)化練(二)1．(12分)泥石流是在雨季由于暴雨、洪水將含有沙石且松軟的土質(zhì)山體經(jīng)飽和稀釋后形成的洪流，它的面積、體積和流量都較大．泥石流流動(dòng)的全過(guò)程雖然只有很短時(shí)間，但由于其高速前進(jìn)，具有強(qiáng)大的能量，因而破壞性極大．某課題小組對(duì)泥石流的威力進(jìn)行了模擬研究，如圖1甲所示，他們?cè)O(shè)計(jì)了如下的模型：在水平地面上放置一個(gè)質(zhì)量為m＝5kg的物體，讓其在隨位移均勻減小的水平推力作用下運(yùn)動(dòng)，推力F隨位移變化如圖乙所示，已知物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.6，g取10m/s2.求：甲乙圖1(1)物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大加速度為多大？(2)在距出發(fā)點(diǎn)多遠(yuǎn)處，物體的速度達(dá)到最大？(3)物體在水平面上運(yùn)動(dòng)的最大位移是多大？【解析】(1)當(dāng)推力F最大時(shí)，加速度最大由牛頓第二定律，得F－μmg＝ma (2分)解得a＝10m/s2. (1分)(2)由圖象可知：F隨x變化的函數(shù)方程為F＝80－20x (1分)速度最大時(shí)，合外力為零，即F＝μmg (2分)所以x＝2.5m． (1分)(3)位移最大時(shí)，末速度為零根據(jù)動(dòng)能定理可得WF－μmgs＝0 (2分)根據(jù)圖象可知，力F做的功為WF＝eq\f(1,2)Fx＝160J (2分)所以s＝eq\f(160,30)m＝5.33m． (1分)【答案】(1)10m/s2(2)2.5m(3)5.33m2．(20分)如圖2所示，光滑斜面的傾角α＝30°，在斜面上放置一矩形線框abcd，ab邊的邊長(zhǎng)l1＝1m，bc邊的邊長(zhǎng)l2＝0.6m，線框的質(zhì)量m＝1kg，電阻R＝0.1Ω，線框通過(guò)細(xì)線與重物相連，重物質(zhì)量M＝2kg，斜面上ef線(ef∥gh)的右方有垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5T，如圖線框從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入磁場(chǎng)最初一段時(shí)間是勻速的，ef線和gh的距離s＝11.4m(取g＝10m/s2)，求：(1)線框進(jìn)入磁場(chǎng)前重物M的加速度；(2)線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)勻速運(yùn)動(dòng)的速度v；(3)ab邊由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到gh線處所用的時(shí)間t；(4)ab邊運(yùn)動(dòng)到gh線處的速度大小和在線框由靜止開(kāi)始到運(yùn)動(dòng)到gh線的整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱．【導(dǎo)學(xué)號(hào)：37162119】圖2【解析】(1)線框進(jìn)入磁場(chǎng)前，線框僅受到細(xì)線的拉力FT，斜面的支持力和線框重力，重物M受到重力和拉力FT.則牛頓第二定律得：對(duì)重物有：Mg－FT＝Ma (2分)對(duì)線框有：FT－mgsinα＝ma (2分)聯(lián)立解得線框進(jìn)入磁場(chǎng)前重物M的加速度為：a＝eq\f(Mg－mgsinα,M＋m)＝eq\f(2×10－1×10×sin30°,2＋1)m/s2＝5m/s2. (1分)(2)因?yàn)榫€框進(jìn)入磁場(chǎng)的最初一段時(shí)間做勻速運(yùn)動(dòng)，所以重物受力平衡Mg＝F′T， (1分)線框abcd受力平衡F′T＝mgsinα＋FA， (1分)ab邊進(jìn)入磁場(chǎng)切割磁感線，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為：E＝Bl1v； (1分)形成的感應(yīng)電流為：I＝eq\f(E,R)＝eq\f(Bl1v,R) (1分)受到的安培力為：FA＝BIl1 (1分)聯(lián)立上述各式得：Mg＝mgsinα＋eq\f(B2l\o\al(2,1)v,R) (1分)代入數(shù)據(jù)解得：v＝6m/s. (1分)(3)線框abcd進(jìn)入磁場(chǎng)前時(shí)，做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；進(jìn)磁場(chǎng)的過(guò)程中，做勻速直線運(yùn)動(dòng)；進(jìn)入磁場(chǎng)后到運(yùn)動(dòng)到gh線，仍做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．進(jìn)磁場(chǎng)前線框的加速度大小與重物的加速度相同，為a＝5m/s2 (1分)該階段運(yùn)動(dòng)時(shí)間為：t1＝eq\f(v,a)＝eq\f(6,5)s＝1.2s (1分)進(jìn)磁場(chǎng)過(guò)程中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)間為：t2＝eq\f(l2,v)＝eq\f(0.6,6)s＝0.1s (1分)線框完全進(jìn)入磁場(chǎng)后線框受力情況同進(jìn)入磁場(chǎng)前，所以該階段的加速度仍為：a＝5m/s2,s－l2＝vt3＋eq\f(1,2)ateq\o\al(2,3)代入數(shù)據(jù)解得：t3＝1.2s (2分)所以ab邊由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到gh線所用的時(shí)間為：t＝t1＋t2＋t3＝2.5s． (1分)(4)線框ab邊運(yùn)動(dòng)到gh處的速度為：v′＝v＋at3＝6m/s＋5×1.2m/s＝12m/s (1分)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程產(chǎn)生的焦耳熱為：Q＝FAl2