高中物理专题汇编微元法解决物理试题(一)含解析.docx

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1、高中物理专题汇编微元法解决物理试题(一)含解析一、微元法解决物理试题1．估算池中睡莲叶面承受雨滴撞击产生的平均压强，小明在雨天将一圆柱形水杯置于露台，测得1小时内杯中水上升了45mm。查询得知，当时雨滴竖直下落速度约为12m/s。据此估算该压强约为（）（设雨滴撞击唾莲后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度为33）1×10kg/mA．0.15PaB．0.54PaC．1.5PaD．5.1Pa【答案】A【解析】【分析】【详解】由于是估算压强，所以不计雨滴的重力。设雨滴受到支持面的平均作用力为F。设在△t时间内有质量为△m的雨水的速度由

2、v=12m/s减为零。以向上为正方向，对这部分雨水应用动量定理有Ft0mvmv得到mFvt设水杯横截面积为S，对水杯里的雨水，在△t时间内水面上升△h，则有mShhF=Svt所以有压强Fh10345103Pv12Pa0.15PaSt3600即睡莲叶面承受雨滴撞击产生的平均压强为0.15Pa。故A正确，BCD错误。故选A。2．“水上飞人表演”是近几年来观赏性较高的水上表演项目之一，其原理是利用脚上喷水装置产生的反冲动力，使表演者在水面之上腾空而起。同时能在空中完成各种特技动作，如图甲所示。为简化问题。将表演者和装备与竖直

3、软水管看成分离的两部分。如图乙所示。已知表演者及空中装备的总质量为M，竖直软水管的横截面积为S，水的密度为ρ，重力加速度为g。若水流竖直向上喷出，与表演者按触后能以原速率反向弹回，要保持表演者在空中静止，软水管的出水速度至少为（）2MgMgMgMgA．B．C．D．SS2S4S【答案】C【解析】【详解】设出水速度为v，则极短的时间t内，出水的质量为mSvt速度由竖起向上的v的变为竖起向下的v，表演者能静止在空中，由平衡条件可知表演者及空中装备受到水的作用力为Mg，由牛顿第三定律可知，装备对水的作用力大小也为Mg，取向下为正方向

4、，对时间t内的水，由动量定理可得Mgtmv(mv)Sv2t(Sv2t)解得Mgv2S故C正确，A、B、D错误；故选C。3．如图所示，半径为R的1/8光滑圆弧轨道左端有一质量为m的小球，在大小恒为F、方向始终与轨道相切的外力作用下，小球在竖直平面内由静止开始运动，轨道左端切线水平，当小球运动到轨道的末端时立即撤去外力，此时小球的速率为v，已知重力加速度为g，则()A．此过程外力做功为FRB．此过程外力做功为C．小球离开轨道的末端时，拉力的功率为D．小球离开轨道末端时，拉力的功率为Fv【答案】B【解析】【详解】AB、将该段曲线分

5、成无数段小段,每一段可以看成恒力，可知此过程中外力做功为：，故B正确，A错误；CD、因为F的方向沿切线方向，与速度方向平行，则拉力的功率P=Fv，故C、D错误；故选B。【点睛】关键是将曲线运动分成无数段，每一段看成恒力，结合功的公式求出此过程中外力做功的大小；根据瞬时功率公式求出小球离开轨道末端时拉力的功率。4．为估算雨水对伞面产生的平均撞击力，小明在大雨天将一圆柱形水杯置于露台，测得10分钟内杯中水位上升了45mm，当时雨滴竖直下落速度约为12m/s。设雨滴撞击伞面后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度为1103kg/m3，伞

6、面的面积约为0.8m2，据此估算当时雨水对伞面的平均撞击力约为（）A．0.1NB．1.0NC．10ND．100N【答案】B【解析】【分析】【详解】对雨水由动量定理得FtmvShv则Shv0.72N1.0NFt所以B正确，ACD错误。故选B。5．打开水龙头，水顺流而下，仔细观察将会发现连续的水流柱的直径在流下的过程中，是逐渐减小的（即上粗下细），设水龙头出口处半径为1cm，安装在离接水盆75cm高处，如果测得水在出口处的速度大小为1m/s，g=10m/s2，则水流柱落到盆中的直径A．1cmB．0.75cmC．0.5

7、cmD．0.25cm【答案】A【解析】【分析】【详解】设水在水龙头出口处速度大小为v1，水流到接水盆时的速度v2，由v22v122gh得：v2=4m/s设极短时间为△t，在水龙头出口处流出的水的体积为V1v1Vtgr12水流进接水盆的体积为d22V2v2t4由V1=V2得2d22v1tgr1v2tg4代入解得：d2=1cm．A．1cm，与结论相符，选项A正确；B．0.75cm，与结论不相符，选项B错误；C．0.5cm，与结论不相符，选项C错误；D．0.25cm，与结论不相符，选项D错误；6．如图所示，某力F10N，作

8、用于半径R1m的转盘的边缘上，力F的大小保持不变，但方向始终保持与作用点的切线方向一致，则转动一周这个力F做的总功应为（）A．0JB．20JC．10JD．20J【答案】B【解析】【详解】把圆周分成无限个微元，每个微元可认为与力F在同一直线上，故WFs则转一周中做功的代数和为WF