高三物理计算题专题突破人教实验版知识精讲.docx

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1、高三物理计算题专题突破人教实验版【本讲教育信息】一.教学内容:计算题专题突破【典型例题】[例1]物体在水平面上受水平力F的作用,在6s内速度v—t图象与F做功的功率P—t图象分别如图(甲)(乙)所示。求物体与地面间的动摩擦因数为多少?(g=10m/s2)v/(m·s-1)30P(W)620100246t/s0246t/s(甲)(乙)分析:2s后,物体匀速运动,fmgP5Nv32s时,P=Fv,v=6m/s,得出F=5N;由牛顿第二定律,Fmgma,a=3m/s2,10,0.15mkg9[例2]小物块A的质量为m,物块与坡道间的动摩擦因数为μ

2、,水平面光滑;坡道顶端距水平面高度为h,倾角为θ;物块从坡道进入水平滑道时,在底端O点处无机械能损失,重力加速度为g。将轻弹簧的一端连接在水平滑道M处并固定墙上,另一自由端恰位于坡道的底端O点,如图所示。物块A从坡顶由静止滑下,求:(1)物块滑到O点时的速度大小;(2)弹簧为最大压缩量d时的弹性势能;(3)物块A被弹回到坡道上升的最大高度。θ分析:(1)由动能定理得mghmghcot1mv22得v2gh(1cot)(2)在水平滑道上由能量守恒定律得1mv2EP2联解得EPmghmghcot(3)设物块A能够上升的最大高度为h1,物块A被弹回

3、过程中由能量守恒定律得EPmgh1cotmgh1解得h1(1cot)h1cot[例3]嫦娥一号靠近月球的变轨是通过启动飞船上的推进器喷气实现的,为了使飞船从椭圆轨道进入周期为T的圆轨道运行,推进器在离近月点h处瞬间是向前喷气还是向后喷气?若月球半径为R,飞船的总质量为m,瞬时喷出的气体质量为Δm,喷气前瞬间飞船的速度为v0,喷气的速度v应为多大?分析:推进器应向前喷气,使飞船减速喷气后嫦娥一号匀速圆周运动,其速度v2(Rh)T喷气前后动量守恒有mv0(mm)vmv由上述式子易得vmv02(Rh)(mm)mmT[例4]一根轻绳长L=1.6m

4、,一端系在固定支架上,另一端悬挂一个质量为M=1kg的沙箱A,沙箱处于静止。质量为m=10g的子弹B以水平速度v0=500m/s射入沙箱,其后以水平速度v=100m/s从沙箱穿出(子弹与沙箱相互作用时间极短)。g=10m/s2。求:(1)子弹射出沙箱瞬间,沙箱的速度u的大小;(2)沙箱和子弹作为一个系统共同损失的机械能E损;(3)沙箱摆动后能上升的最大高度h;(4)沙箱从最高点返回到最低点时,绳对箱的拉力F的大小。OαV0AB分析:(1)将子弹和沙箱视为一个系统,子弹在与沙箱相互作用瞬间,水平方向上遵循动量守恒,定水平向右为正方向mv0=m

5、v+Mu①m(v0v)10103(500100)4m/s②解得u==1M(2)由能量守恒可得1mv021mv21Mu2E损③222得E1212121101032212损=mv0mvMu=(500100)14=1192J22222(3)沙箱由最低点摆至最高点符合机械能守恒1Mu2Mgh④2u242h==0.8m22g10(4)沙箱由最高点返回最低点,根据机械能守恒,其速度大小不变,仍为4m/s。在最低点由牛顿第二定律可知:FMgMu2⑤LFM(gu2)L1(1042)1.6=20N[例5]如图所示,水平面上固定着一个半径R=0.4m的光滑环形

6、轨道,在轨道内放入质量分别是M=0.2kg和m=0.1kg的小球A和B(均可看成质点),两球间夹一短弹簧。(1)开始时两球将弹簧压缩(弹簧的长度相对环形轨道半径和周长而言可忽略不计),弹簧弹开后不动,两球沿轨道反向运动一段时间后又相遇,在此过程中,A球转过的角度θ是多少?(2)如果压缩弹簧在松手前的弹性势能E=1.2J,弹开后小球B在运动过程中受到光滑环轨道的水平侧压力是多大?AθBAR分析:(1)在弹簧弹开的过程中系统动量守恒,假设A运动的方向为正方向,则Mv1-mv2=0设从弹开到相遇所需时间为t,则有:v1t+v2t=2πR联立以上两

7、式得:v1t12Rv2t22R33所以A球转过的角度为θ=120°(2)以A、B及弹簧组成的系统为研究对象,在弹簧张开的过程中,系统机械能守恒,则有1Mv21mv2EMv1-mv2=02122解得:v1=2m/s,v2=4m/s所以,小球B在运动过程中受到光滑轨道的侧压力是其所需向心力,即:Fmv224NR[例6]如图所示,质量M=1.0kg的木块随传送带一起以块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5。当木块运动至最右端v=2.0m/s的速度向右匀速运动,木A点时,一颗质量m=20g的子弹以v0=3×102m/s水平向左的速度击穿木块,穿出木块

8、时的速度v1=50m/s。设传送带的速度始终恒定,子弹击穿木块的时间极短,且不计木块质量变化,g=10m/s2。求:(1)木块在被子弹击穿后,向左运动离A点的最大距离;(2)子弹

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