（課標版）高考物理二輪復習 計算題規(guī)范練3（含解析）-人教版高三全冊物理試題

計算題規(guī)范練3時間：45分鐘1．如圖所示，長為2m、傾斜放置的傳送帶以2m/s的速度沿順時針方向勻速轉動，傳送帶與水平方向的夾角為30°，將一個質量為1kg的物塊輕放在傳送帶的底部，同時給物塊施加一個平行傳送帶向上、大小為12N的恒力F，物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ＝eq\f(\r(3),3)，重力加速度g＝10m/s2，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力．求：(1)物塊輕放在傳送帶上且加上拉力的一瞬間，物塊的加速度大小；(2)物塊從傳送帶底端運動到頂端所用的時間．答案：(1)a1＝12m/s2(2)t＝t1＋t2＝eq\f(\r(102)－5,6)s解析：(1)物塊放上傳送帶并加上拉力后的一瞬間，設物塊運動的加速度大小為a1.根據(jù)牛頓第二定律有F＋μmgcosθ－mgsinθ＝ma1求得a1＝12m/s2.(2)第一段加速的時間t1＝eq\f(v,a1)＝eq\f(1,6)s這段加速的位移x1＝eq\f(v2,2a1)＝eq\f(1,6)m當物塊的速度達到2m/s時，由于F>μmgcosθ＋mgsinθ，因此物塊繼續(xù)向上做加速運動，設這段加速的加速度為a2，根據(jù)牛頓第二定律有F－μmgcosθ－mgsinθ＝ma2求得a2＝2m/s2這段加速的位移x2＝vt2＋eq\f(1,2)a2teq\o\al(2,2)x2＝L－x1＝eq\f(11,6)m求得t2＝(eq\f(\r(102),6)－1)s所以運動的總時間t＝t1＋t2＝eq\f(\r(102)－5,6)s.2．在一個動物表演的娛樂節(jié)目中，小貓從平臺邊緣B點水平跳出，抓住有水平固定軸的車輪的邊緣上的P點，運動到最低點C時松開，便可落到浮于水面的小橡皮船D上．如圖所示，已知車輪半徑R＝eq\f(4,3)m，B與車輪轉軸上O點等高，OP與水平方向成θ＝37°角，小貓抓住P點時速度方向恰好垂直于OP，小貓可看作質點，重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.(1)求小貓從B點跳出的速度v0及B、O間的水平距離x1；(2)若小貓質量為m＝1kg，h＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4,3)＋0.45))m，小貓與車輪作用過程中小貓損失的機械能為5.3J，系統(tǒng)損失的機械能為2.3J，求x2及車輪獲得的機械能．答案：(1)3m/s2.27m(2)1.5m3J解析：(1)B點與O點等高，由幾何關系得：小貓豎直位移y＝Rsin37°＝0.8mB、O間水平距離x1＝x＋Rcos37°小貓做平拋運動，x＝v0t，y＝eq\f(1,2)gt2vy＝gt，v0＝vytan37°解得v0＝3m/s，x＝1.2m，x1＝2.27m.(2)從P到C，對小貓，由能量守恒定律得ΔE＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,P)＋mgR(1－sinθ)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)，vP＝eq\f(v0,sinθ)從C到D，小貓做平拋運動，則h－R＝eq\f(1,2)gt′2，x2＝vCt′設車輪獲得的機械能為E，對系統(tǒng)有ΔE′＝ΔE－E解得x2＝1.5m，E＝3J.3．如圖所示，在光滑的水平金屬軌道ABCD—EFGH內(nèi)有豎直向上的勻強磁場，磁感應強度為B，AB與EF寬為L，是CD與GH寬的2倍，靜止的金屬棒a、b質量均為m.若給棒a一初速度v0向右運動，假設軌道足夠長，棒a只在軌道AB與EF上運動．求：(1)金屬棒a、b的最終速度；(2)整個過程通過金屬棒a的電量．答案：(1)eq\f(1,5)v0eq\f(2,5)v0(2)eq\f(4mv0,5BL)解析：(1)給棒a一初速度v0向右運動，則a的電流指向外，b的電流指向里，a所受安培力指向左，b所受安培力指向右，所以棒a向右做減速運動，棒b向右做加速運動，兩者產(chǎn)生的感應電動勢方向相反，當兩者產(chǎn)生的感應電動勢大小相等時，電流為零，達到穩(wěn)定平衡狀態(tài)．AB與EF寬為L，是CD與GH寬的2倍，所以CD與GH寬為eq\f(1,2)L由法拉第電磁感應定律得：Ea＝BLvaEb＝eq\f(1,2)BLvb因為Ea＝Eb，所以va＝eq\f(1,2)vb設閉合電路電流為I，則任意時刻，a所受安培力Fa＝BIL，b所受安培力Fb＝eq\f(1,2)BIL故Fa＝2Fb因為金屬棒a、b質量均為m，由牛頓第二定律得：aa＝2ab速度的變化量有：Δva＝2Δvb即：v0－va＝2vb解得：va＝eq\f(1,5