江苏省潮源中学高三物理第二轮复习教学案1二十、中档计算题专题例 1、图（1）表示用水平恒力 F 拉动水平面上的物体，使其做匀加速运动。当改变拉 力的大小时，相对应的匀加速运动的加速度 a 也会变化，a 和 F 的关系如图（2）所示。 （1）该物体的质量为多少？ （2）在该物体上放一个与该物体质量相同的砝码，保持砝码与该物体相对静止，其他 条件不变，请在图 2 的坐标上画出相应的 aF 图线。 （3）由图线还可以得到什么物理量？（要求写出相应的表达式或数值） 选题理由：学会读图，利用图象处理问题解答：（1）F-mg =ma , ； gmFa由图线斜率：1/m=2 ；所以 m =0.5kg ；（2）过点（2，0）和（4，2）图线略（3）mg=1N ；=0.2例 2、如图，电动传送带以恒定速度运行，传送带与水平面的夹角，smv/2 . 10 37现将质量 m=20kg 的物品箱轻放到传送带底端，经过一段时间后，物品箱被送到 h=1.8m 的平台上，已知物品箱与传送带间的动摩擦因数，不计其他损耗，则每件物品箱从85. 0aF(N)(m/s2)4523024681F图 1图 2aF(N)(m/s2)452324681F图 1图 2-g江苏省潮源中学高三物理第二轮复习教学案2传送带底端送到平台上，需要多少时间？每输送一个物品箱，电动机需增加消耗的电能是多少焦耳？（）6 . 037sin,/102smg选题理由：1、斜面上物体的加速度求解学生易错2、电动机需增加消耗的电能应有哪些能量构成，怎样计算是一个难点。2/8 . 06 . 0108 . 01085. 0sincossinsmggmmgfamatssavt9 . 05 . 18 . 021 21)(5 . 18 . 0 2 . 122 110 1)(25. 375. 12 . 1 1 . 21 . 237sin21 02 212stttsvstmshs5 . 1 (8 . 01085. 02 . 1218 . 1102037cos2122 0smgmvmghWJ8 .496)9 . 02 . 1例 3、如图 16 所示，一质量为 M 的长方形木板 B 放在光滑的水平面上，在其右端放一质量为 m 的小木块 A，mm，则其方向为正，又因系统置于光滑水平面，其所受合外力为零，故 AB 相对 滑动时，系统总动量守恒 AB 相对静止后设速度为 V，则系统动量为（M+m）V.江苏省潮源中学高三物理第二轮复习教学案3方向也为正，则 V 方向为正，即水平向右.且 MV0Mv0=(M+m)V V=V0mMmM （2）在地面上看 A 向左运动至最远处时，A 相对地的速度为 O. 设 AB 之间的摩擦力大小于 f，对 A：则有）0( mVmVfttmMMmV tVmVmMmMm f)(2000 = 方向向右，设向左运动的最大距离为 S.mfaAtmMMV )(20 则 （V）asVVt22 020tS= 负号表示向左.MtVmMtmMMVV aV 4)()(222002 02 0例4、如图所示，带正电小球质量为m110-2kg，带电量为ql10-6C，置于光滑绝缘水平面上的A点当空间存在着斜向上的匀强电场时，该小球从静止开始始终沿水平面做匀加速直线运动，当运动到B点时，测得其速度vB 1.5ms，此时小球的位移为S 0.15m求此匀强电场场强E的取值范围(g10ms。)某同学求解如下：设电场方向与水平面之间夹角为，由动能定理qEScos0得Vm由题意可知0，所以当E 21 2Bmv22cosBmvEqS75000 cos7.5104Vm时小球将始终沿水平面做匀加速直线运动经检查，计算无误该同学所得结论是否有不完善之处?若有请予以补充江苏省潮源中学高三物理第二轮复习教学案4解：该同学所得结论有不完善之处 为使小球始终沿水平面运动，电场力在竖直方向的分力必须小于等于重力qEsinmg所以2222 0.15 104 2.253 2BBmgSgtgmvv S2 561 1010/1.25 10/4sin1 105mgEV mV mq 即7.5104V/mE1.25105V/m例 5、如图所示，abcd 为质量 M2 kg 的导轨，放在光滑绝缘的水平面，另有一根质量m0.6 kg 的金属棒 PQ 平行于 bc 放在水平导轨上，PQ 棒左边靠着绝缘的竖直立柱e、f（竖直立柱光滑，且固定不动） ，导轨处于匀强磁场中，磁场以为界，左侧的OO 磁场方向竖直向上，右侧的磁场方向水平向右，磁感应强度大小都为 B0.8 T导轨的 bc 段长 l0.5 m，其电阻 r0.4 ，金属棒的电阻 R0.2，其余电阻均可不计金属棒与导轨间的动摩擦因数 0.2若在导轨上作用一个方向向左、大小为F2N 的水平拉力，设导轨足够长，重力加速度 g 取，试求：210m/s（1）导轨运动的最大加速度；（2）导轨的最大速度；（3）定性画出回路中感应电流随时间变化的图线解：导轨在外力作用下向左加速运动，由于切割磁感线，在回路中要产生感应电流，导轨的 bc 边及金属棒 PQ 均要受到安培力作用，PQ 棒受到的支持力要随电流的变化而变化，导轨受到 PQ 棒的摩擦力也要变化，因此导轨的加速度要发生改变导轨向左切割磁感线时，有， rRBlvI感江苏省潮源中学高三物理第二轮复习教学案5导轨受到向右的安培力，金属棒 PQ 受到向上的安培力，导轨受到 PQ 棒BIlF 1BIlF 2对它的摩擦力，根据牛顿第二定律，有 F-BIl-（mg-BIl）Ma，即)(BIlmgfF-（1-）Bil- mgMa （1）当刚拉动导轨时，v0，由式可知，则由式可知，此时有最大加速0感I度，即 ma2 mm/s4 . 0MmgFa（感应电动势、右手定则、全电路欧姆定律）（2）随着导轨速度 v 增大，增大而 a 减小，当 a0 时，有最大速度，从式可得感Imv，有0)1 (mmglBIF A5 . 2)1 (mBlmgFI将代入式， 得 A5 . 2mIm/s75. 3)(m mBlrRIv（3）从刚拉动导轨开始计时，t0 时，I0，当时，v 达到最大，I 达00v1tt 到 2.5 A，电流 I 随时间 t 的变化图线如图所示课后练习1、经检测汽车 A 的制动性能：以标准速度 20m/s，在平直公路上行驶时，制动后 40s 停下来。现 A 在平直公路上以 20m/s 的速度行驶，发现前方 180m 处有一货车 B 以 6m/s 的 速度同向匀速行使，因该路段只能通过一个车辆，司机立即制动，关于能否发生撞车事故，某同学的解答过程是：江苏省潮源中学高三物理第二轮复习教学案6“设汽车 A 制动后 40s 的位移为 S1，货车 B 在这段时间内的位移为 S2.则： A 车的位移为：;4001mt vSB 车的位移为：；mtSvB2402两车位移差为 400-240=160（m）180（m）；两车不相撞两车不相撞。”你认为该同学的结论是否正确？如果你认为正确，请定性说明理由；如果你认为不正 确，请说明理由并求出正确结果。 2、核聚变能是一种具有经济性能优越、安全可靠、无环境污染等优势的新能源.近年 来，受控核聚变的科学可行性已得到验证，目前正在突破关键技术，最终将建成商用核聚 变电站.一种常见的核聚变反应是由氢的同位素氘(又叫重氢)和氚(又叫超重氢)聚合成氦， 并释放一个中子.若已知氘原子的质量为，氚原子的质量为，氦原子的质量2014.u30160.u为 4.0026u，中子的质量为 1.0087u，.1166 1027ukg.(1)写出氘和氚聚合的反应方程.(2)试计算这个核反应释放出来的能量.(3)若建一座功率为的核聚变电站，假设聚变所产生的能量有一半变成了30 105. kW 电能，每年要消耗多少氘的质量？（一年按计算，光速，结果取二位有效数字）32107. scm s300 108./3、如图所示理想变压器副线圈匝数 n2=400,当原线圈输入电压 u1=70.7sin314t(V)时，安培表 A1的读数为 2A,当副线圈增加 100 匝时，伏特表 V2的读数增加 5V,求 （1）原线圈匝数 n1是多少？ （2）电阻 R 多大4、计划发射一颗距离地面高度为地球半径 R0的圆形轨道地球卫星,卫星轨道平面与赤道平 面重合，已知地球表面重力加速度为 g, （1）求出卫星绕地心运动周期 T （2）设地球自转周期 T0,该卫星绕地旋转方向与地球自转方向相同，则在赤道上一点的人能 连续看到该卫星的时间是多少？A1 V1V2A2 R江苏省潮源中学高三物理第二轮复习教学案7则有 00 0 000 02223823()83(2)tt TTRTgTTtTTRTg5、如图所示，质量为 M 的长木板静止在光滑的水平地面上，在木块的右端有一质量为 m的小铜块，现给铜块一个水平向左的初速度，铜块向左滑行并与固定在木板0v左端的长度为 l 的轻弹簧相碰，碰后返回且恰好停在长木板右端，则轻弹簧与铜块相碰过程中具有的最大弹性势能为多少？整个过程中转化为内能的机械能为多少？6、如图所示，用折射率的玻璃做成内径为 R、外径为的半球形空心2nRR2球壳，一束平行光射向此半球的外表面，与中心对称轴平行，试求：OO (1)球壳内部有光线射出的区域；(2)要使球壳内部没有光线射出，至少用多大的遮光板，如何放置才行? 7、如图所示，固定的半圆弧形光滑轨道置于水平方向的匀强电场和匀强磁场中，轨道 圆弧半径为 R，磁感应强度为 B，方向垂直于纸面向外，电场强度为 E，方向水平向左.一 个质量为 m 的小球(可视为质点)放在轨道上的 C 点恰好处于静止，圆弧半径 OC 与水平直径 AD 的夹角为.sin. 08(1)求小球带何种电荷，电荷量是多少？并说明理由. RROO江苏省潮源中学高三物理第二轮复习教学案8(2)如果将小球从 A 点由静止释放，小球在圆弧轨道上运动时，对轨道的最大压力的大小是多少？1、解：不正确（得 2 分）汽车 A 做匀减速直线运动，当 A 车减为与 B 车同速时是 A 车逼近 B 车距离最多的时刻， 这时若能超过 B 车则相撞，反之则不能相撞。（得 3 分）由： 得 A 车的加速度：（得 2 分）tavvt0；2 1-0.5m/sa A 车速度减到 6m/s 时所用的时间：。（得 2 分）satvvAB28此过程 A 车的位移为：;3641mt vSB 车的位移为：；mtSvB1682S364-168196180（m）所以两车相撞。（得 3 分）2、解（1）12 132401HHHen （2）Emmmm cJ 23412122810.（3）一年中产生的电能发生的核反应次数为nPt E05 .所需氘的质量mnmkg 2271661023.3、解（1） 2211Un Un2211Un Un1 12 21000UnnU（2） V 2211Un Un2 21 120nUUn2 112/IUURA1A2B1 B2O江苏省潮源中学高三物理第二轮复习教学案9得到： 4R 4、解 （1） 2022 03 004(2)(2)8822GMmmRRTRRTGM