浙江专用2020版高考物理增分冲刺练辑计算题题型练五含解析
4页1、计算题题型练(五)1.(2019宁波市3月模拟)如图所示,两根一端带有挡柱的金属导轨MNF口PQ与水平面成0=37。角,两导轨间距L=1m,导轨自身电阻不计,整个装置处在磁感应强度B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向上,两根完全相同的金属棒ab和cd,每根棒长为L,质量m=1kg,电阻R=1Q,始终垂直放在导轨平面上且与导轨保持良好接触.现让金属棒cd放置在挡柱上,金属棒ab在沿斜面向上的外力F作用下从轨道上某处由静止开始做加速度a=2.5m/s2的匀加速直线运动,直到金属棒cd刚要滑动时撤去外力F;此后金属棒ab继续向上运动约0.35s后减速为0,且金属棒ab向下返回到初始出发点时的速度大小可认为是1m/s.已知两金属棒与导轨间的动摩擦因数均为0.5,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,sin37。=0.6,cos37=0.8,重力加速度g为10m/s:求:(1)金属棒cd刚要滑动时,金属棒ab的速度大小;(2)金属棒ab沿斜面向上匀加速运动过程中外力的最大值;(3)金属棒ab从最高点返回到原始出发点过程中棒cd上所产生的焦耳热.答案(1)5m/s(2)22.5N(3)5.5J
2、解析(1)当金属棒cd刚要滑动时满足:BIL=mgsin0+科mgcos0BLv2R联立解得v=5m/s;(2)对金属棒ab:F-m(sin0一mccos0-BIL=maBLvv=at代入数据可知F随t线性变化,当v=5m/s时,F有最大值Fm=22.5N;(3)匀加速过程中,金属棒ab的位移为:X1=v=5m撤力后金属棒cd仍静止,设金属棒ab减速滑行的位移为X2,则由动量定理(mgcos0+mcsin0+BLi)At=m-Av累加求和:(科mgos0+mgsin0)t+BLX2=mv2R解得X2=0.75m设金属棒ab返回到出发点时的速度为vi,12由能重寸恒:mxi+X2)sin。=科mgcos。(xi+X2)+mv+2Q解得Q=5.5J.2.(2019嘉、丽3月联考)如图所示,斜面ABCF端与圆弧轨道CDEf切于C,整个装置竖直固定,D是圆轨道的最低点,斜面的倾角0=37。,B与圆心O等高,圆弧轨道半径r=0.5m,斜面高h=1.4m.现有一个质量m=1kg的小物块P(视为质点)从斜面上端A点静止下滑,经竖直圆轨道回到最低点D点以后经直轨道DF冲上两个半径为R=0.4m的圆管轨
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