2017廣東高考物理機(jī)械能計(jì)算題
機(jī)械能是高考物理考試中的核心知識(shí)點(diǎn)，也是高考理綜考試中的重點(diǎn)難點(diǎn)之一。下面百分網(wǎng)小編就來(lái)告訴大家廣東高考物理機(jī)械能計(jì)算題，希望大家喜歡。
廣東高考物理機(jī)械能計(jì)算題
1.斜面軌道AB與水平面之間的夾角θ=53°，BD為半徑R=4 m的圓弧形軌道，且B點(diǎn)與D點(diǎn)在同一水平面上，在B點(diǎn)，軌道AB與圓弧形軌道BD相切，整個(gè)光滑軌道處于豎直平面內(nèi)，在A點(diǎn)，一質(zhì)量為m=1 kg的小球由靜止滑下，經(jīng)過(guò)B、C點(diǎn)后從D點(diǎn)斜拋出去.設(shè)以豎直線MDN為分界線，其左邊為阻力場(chǎng)區(qū)域，右邊為真空區(qū)域.小球最后落到地面上的S點(diǎn)處時(shí)的速度大小vS=8 m/s，已知A點(diǎn)距地面的高度H=10 m，B點(diǎn)距地面的高度h=5 m.g取10 m/s2，cos 53°=0.6，求：
(1)小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度大小;
(2)小球經(jīng)過(guò)圓弧軌道最低處C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力;
(3)若小球從D點(diǎn)拋出后，受到的阻力f與其瞬時(shí)速度的方向始終相反，求小球從D點(diǎn)至S點(diǎn)的過(guò)程中阻力f所做的.功.
2.小明站在水平地面上，手握不可伸長(zhǎng)的輕繩一端，繩的另一端系有質(zhì)量為m的小球，甩動(dòng)手腕，使球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng).當(dāng)球某次運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，繩突然斷掉，球飛行水平距離d后落地，如圖4所示.已知握繩的手離地面高度為d，手與球之間的繩長(zhǎng)為d，重力加速度為g.忽略手的運(yùn)動(dòng)半徑和空氣阻力.
(1)求繩斷時(shí)球的速度大小v1和球落地時(shí)的速度大小v2.
(2)問(wèn)繩能承受的最大拉力多大?
(3)改變繩長(zhǎng)，使球重復(fù)上述運(yùn)動(dòng)，若繩仍在球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)斷掉，要使球拋出的水平距離最大，繩長(zhǎng)應(yīng)為多少?最大水平距離為多少?
高考物理機(jī)械能計(jì)算題答案
1.(1)10 m/s (2)43 N，方向豎直向下 (3)-68 J
解析 (1)設(shè)小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度大小為vB，
由動(dòng)能定理得mg(H-h)=mv
求得vB=10 m/s.
(2)設(shè)小球經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)的速度為vC，對(duì)軌道的壓力為FN，則軌道對(duì)小球的壓力N′=N，
根據(jù)牛頓第二定律可得N′-mg=
由機(jī)械能守恒得mgR(1-cos 53°)+mv=mv
聯(lián)立，解得N=43 N
方向豎直向下.
(3)設(shè)小球由D到達(dá)S的過(guò)程中阻力所做的功為W，易知vD=vB，
由動(dòng)能定理可得mgh+W=mv-mv
代入數(shù)據(jù)，解得W=-68 J.
2.(1) (2)mg (3)繩長(zhǎng)為時(shí)有最大水平距離為2d
解析 (1)設(shè)繩斷后球飛行的時(shí)間為t，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，有
豎直方向：d=gt2
水平方向：d=v1t
解得v1=
由機(jī)械能守恒定律，有mv=mv+mg(d-d)，解得v2=
(2)設(shè)繩能承受的最大拉力大小為T(mén)，這也是球受到繩的最大拉力大小.
球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R=d
由圓周運(yùn)動(dòng)向心力公式，有T-mg=
得T=mg
(3)設(shè)繩長(zhǎng)為l，繩斷時(shí)球的速度大小為v3，繩承受的最大拉力不變，有T-mg=m，解得v3=
繩斷后球做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直位移為d-l，水平位移為x，時(shí)間為t1.有d-l=gt，x=v3t1
得x=4 ，當(dāng)l=時(shí)，x有極大值xmax=d.
高考物理運(yùn)動(dòng)學(xué)解題技巧
帶電粒子在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)和在洛倫茲力作用下的運(yùn)動(dòng)，有著不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)電場(chǎng)力做功，使帶電粒子在電場(chǎng)中加速和偏轉(zhuǎn)，導(dǎo)致粒子的速度方向和速度大小發(fā)生變化;當(dāng)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，洛倫茲力不做功，因此粒子的速度大小始終不變，只有速度方向發(fā)生變化。
在高考?jí)狠S題中，經(jīng)常出現(xiàn)把這二者的運(yùn)動(dòng)結(jié)合起來(lái)，讓帶電粒子分別通過(guò)電場(chǎng)和磁場(chǎng)，把兩種或者兩種以上的運(yùn)動(dòng)組合起來(lái)，全面考察我們隊(duì)各種帶電粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的掌握情況。求解這一類問(wèn)題，一方面我們要按照順序?qū)︻}目上給出的運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行分段分析，將復(fù)雜的問(wèn)題分解為一個(gè)一個(gè)的簡(jiǎn)單熟悉的物理模型，另一方面我們也要全面準(zhǔn)確分析相關(guān)過(guò)程中功能關(guān)系的變化，弄清楚各個(gè)狀態(tài)之間的能量變化，便于我們按照動(dòng)能定理或者能量守恒定律寫(xiě)方程。
在對(duì)帶電粒子在每個(gè)場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)狀況分析時(shí)，要特別注意粒子在場(chǎng)與場(chǎng)交接處的運(yùn)動(dòng)情況，因?yàn)檫@一般是一個(gè)臨界狀態(tài)，一定要分析清楚此刻粒子的速度大小和方向以及相應(yīng)的位置關(guān)系，這通常對(duì)于進(jìn)入另一個(gè)場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)有決定性的影響!
還有一些是兩場(chǎng)共存或者是三場(chǎng)共存的問(wèn)題，這些運(yùn)動(dòng)會(huì)更加復(fù)雜，但是他本質(zhì)上是一個(gè)力學(xué)問(wèn)題，只要我們掌握的相應(yīng)的規(guī)律，利用力學(xué)問(wèn)題的研究思路和基本規(guī)律，都是可以順利克服的!
對(duì)于帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)、復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力是否考慮分三種情況：
(1)對(duì)于微觀粒子，如電子、質(zhì)子、離子等，因?yàn)槠渲亓σ话闱闆r下與電場(chǎng)力或磁場(chǎng)力相比太小，可以忽略;而對(duì)于一些實(shí)際物體，如帶電小球、液滴、金屬塊等一般應(yīng)當(dāng)考慮其重力.
(2)在題目中有明確說(shuō)明是否要考慮重力的，這種情況按題目要求處理比較正規(guī)，也比較簡(jiǎn)單.
(3)不能直接判斷是否要考慮重力的，在進(jìn)行受力分析與運(yùn)動(dòng)分析時(shí)，要結(jié)合運(yùn)動(dòng)狀態(tài)確定是否要考慮重力.
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