(京津琼)2019高考物理总复习专用优编提分练:计算题专练(六).doc

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1、1计算题专练(六)1如图 1 所示,质量 M4 kg 的小车静止在光滑的水平面上,车长 L5 m从某时刻开始,有质量 m2 kg 的物块,以水平向右的速度 v06 m/s 从左端滑上小车,最后在车面上某处与小车保持相对静止物块与车面间的动摩擦因数 0.4,取 g10 m/s 2,求:图 1(1)该过程所经历的时间 t 及物块与小车保持相对静止时的速度大小 v;(2)该过程中物块发生的位移 x1的大小及小车发生的位移 x2的大小;(3)该过程中物块和小车间因摩擦产生的热量 Q.答案 (1)1 s 2 m/s (2)4 m 1 m (3)24 J解析 (1)以小车和物块组成的系统为研究对象,系统的

2、动量守恒,取向右为正方向,根据动量守恒定律得:mv0( M m)v.代入数据,解得 v2 m/s,方向向右对小车 M,由动量定理得: mgt Mv0.代入数据,解得: t1 s.(2)对物块,根据动能定理得: mgx 1 mv2 mv02.12 12对小车,由动能定理得: mgx 2 Mv2.12代入数据解得: x14 m, x21 m.(3)该过程中物块和小车间因摩擦产生的热量为:2Q mv02 (M m)v212 12代入数据,解得: Q24 J.2如图 2 所示,一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨间距 l0.5 m,左端接有阻值 R0.3 的电阻,一质量 m0.1 kg,电阻

3、 r0.1 的金属棒 MN 放置在导轨上,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度 B0.4 T棒在水平向右的拉力作用下,由静止开始以 a2 m/s2的加速度做匀加速运动,当棒的位移 x9 m 时撤去拉力,棒继续运动一段距离后停下来,已知撤去拉力前后回路中产生的焦耳热之比Q1 Q221.导轨足够长且电阻不计,棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触求:图 2(1)在棒匀加速运动过程中,通过电阻 R 的电荷量 q;(2)撤去拉力后回路中产生的焦耳热 Q2;(3)拉力做的功 WF.答案 (1)4.5 C (2)1.8 J (3)5.4 J解析 (1)设棒匀加速运动所用时间为

4、t,有 x at2,解得 t 3 s.12 2xa根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律得,电路中产生的平均电流为: 1.5 A.IER r tR r BlxtR r则 q t4.5 C.I(2)撤去拉力前棒做匀加速运动, v at6 m/s.撤去拉力后棒在安培力作用下做减速运动,安培力做负功,先将棒的动能转化为电能,再通过电流做功将电能转化为内能,所以 Q2等于棒的动能减少量:Q2| Ek| mv21.8 J.12(3)根据题意,在撤去拉力前回路中产生的焦耳热为:Q12 Q23.6 J.撤去拉力前,拉力做正功、安培力做负功(其绝对值等于焦耳热 Q1)、重力不做功,根据动能定理有: Ek WF Q1.则 WF Ek Q15.4 J.

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