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高考备考计算题规范化训练(2)
开头时刻:___:____日期:______姓名:____
23.(18分)如图所示,一质量m=0.4kg的小物块,以v0=2m/s的初速度,在与斜面成某的角度的拉力F作用下,沿斜面对上做匀加速运动,经t=2s的时间物块由A点运动到B点,AB两点间的距离L=10m.已知斜面倾角,物块与斜面之间的动摩擦因数,重力加速度g取10m/s2。
(1)求物块加速度的大小及到达B点时速度的大小。
(2)拉力F与斜面夹角多大时,拉力F最小?拉力F的最小值是多少?
24.(20分)如图甲所示,间距为d垂直于纸面的两平行板P、Q间存在匀强磁场。取垂直于纸面对里为磁场的正方向,磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。t=0时刻,一质量为m、带电量为+q的粒子(不计重力),以初速度v0由Q板左端靠近板面的位置,沿垂直于磁场且平行于板面的方向射入磁场区。当B0和TB取某些特定值时,可使
t=0时刻入射的粒子经时间恰能垂直打在P板上(不考虑粒子反弹)。上述m、q、d、v0为已知量。
(1)若,求B0;
(2)若,求粒子在磁场中运动时加速度的大小;
(3)若,为使粒子仍能垂直打在P板上,求TB。
结束时刻:___:____ 时长____min
23.答:(1)物块加速度的大小为3m/s2,到达B点的速度为8m/s;
(2)拉力F与斜面的夹角30°时,拉力F最小,最小值是.
解析:(1)物体做匀加速直线运动,依据运动学公式,有:
①,v=at ②
联立解得;
a=3m/s2,v=8m/s
(2)对物体受力分析,受重力、拉力、支持力和滑动摩擦力,如图
依据牛顿其次定律,有:
水平方向:Fcosα-mgsinα-Ff=ma
竖直方向:Fsinα+FN-mgcosα=0
其中:Ff=μFN
联立解得:
故当α=30°时,拉力F有最小值,为;
点评:本题是已知运动状况确定受力状况,关键先依据运动学公式求解加速度,然后依据牛顿其次定律列式争辩.
24、解:(1)设粒子做圆周运动的半径为R1,由牛顿其次定律得
①
据题意由几何关系得: ②
联立①②式得: ③
(2)设粒子做圆周运动的半径为R2,加速度大小为a,由圆周运动公式得:
④
据题意由几何关系得: ⑤
联立④⑤式得 : ⑥
(3)设粒子做圆周运动的半径为R,周期为T,由圆周运动公式得
⑦
由牛顿其次定律得 : ⑧
由题意知,代入⑧式得
⑨
粒子运动轨迹如图所示,O1、O2为圆心,O1O2连线与水平方向夹角为,在第个TB内,只有A、B两个位置才有可能垂直击中P板,且均要求,由题意可知
⑩
设经受整个完整TB的个数为n(n=0、1、2、3……)
若在A点击中P板,据题意由几何关系得
当n=0时,无解
当n=1时,联立⑨式得
联立⑦⑨⑩式得
当时,不满足的要求
若在B点击中P板,据题意由几何关系得:
当n=0时,无解
当n=1时,联立⑨式得:
联立⑦⑨⑩式得:
当时,不满足的要求
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