近五年高三物理经典计算题汇总nbsp全国通用 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/11/1 7:18:10星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

近五年高三物理经典计算题汇总

1.如图所示,有一块木板静止在光滑且足够长的水平面上,木板质量为M=4kg,长为L=1.4m;木板右端放着一小滑块,小滑块质量为m=1kg,其尺寸小于L。小滑块与木板之间的动摩擦因数为??0.4(g?10m/s)

2

(1)现用恒力F作用在木板M上,为了使得m能从M上面滑落下来,问:F大小的范围是什么?

(2)其它条件不变,若恒力F=22.8牛顿,且始终作用在M上,最终使得m能从M上面滑落下来。问:m在M上面滑动的时间是多大? 解析:(1)小滑块与木板间的滑动摩擦力 f??N??mg

小滑块在滑动摩擦力f作用下向右匀加速运动的加速度

2a?f/m??g?4m/s1

木板在拉力F和滑动摩擦力f作用下向右匀加速运动的加速度 a2?(F?f)/M

使m能从M上面滑落下来的条件是 a2?a1 即(F?f)/M?f/m解得F??(M?m)g?20N

(2)设m在M上滑动的时间为t,当恒力F=22.8N,木板的加速度

2a?(F?f)/M?4.7m/s2 ) 2S?at/2 1 小滑块在时间t内运动位移12S?at/2 22 木板在时间t内运动位移

因S2?S1?L

224.7t/2?4t/2?1.4解得t?2s 即

2.有个演示实验,在上下面都是金属板的玻璃盒内,放了许多锡箔纸揉成的小球,当上下板间加上电压后,小球就上下不停地跳动。现取以下简化模型进行定量研究。

如图所示,电容量为C的平行板电容器的极板A和B水平放置,相距为d,与电动势为ε、内阻可不计的电源相连。设两板之间只有一个质量为m的导电小球,小球可视为质点。已知:若小球与极板发生碰撞,则碰撞后小球的速度立即变为零,带电状态也立即改变,改变后,

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小球所带电荷符号与该极板相同,电量为极板电量的α倍(α<<1)。不计带电小球对极板间匀强电场的影响。重力加速度为g。

(1)欲使小球能够不断地在两板间上下往返运动,电动势ε至少应大于多少?

(2)设上述条件已满足,在较长的时间间隔T内小球做了很多次往返运动。求在T时间内小球往返运动的次数以及通过电源的总电量。

解析:(1)用Q表示极板电荷量的大小,q表示碰后小球电荷量的大小。要使小球能不停地往返运动,小球所受的向上的电场力至少应大于重力,则

?qd>mg ①

其中 q=αQ ② 又有 Q=Cε ③

mgd由以上三式有 ε>?C ④

(2)当小球带正电时,小球所受电场力与重力方向相同,向下做加速运动。以a1表示其加速度,t1表示从A板到B板所用的时间,则有

?qd+mg=ma1 ⑤

1

d=2a1t12⑥

当小球带负电时,小球所受电场力与重力方向相反,向上做加速运动,以a2表示其加速度,t2表示从B板到A板所用的时间,则有

?qd-mg=ma2 ⑦

1

d=2a2t22⑧

小球往返一次共用时间为(t1+t2),故小球在T时间内往返的次数

Tt?tn=12双 ⑨

由以上关系式得:

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Tn=

2md22md2?2?C??mgd?C?2?mgd ⑩

小球往返一次通过的电量为2q,在T时间内通过电源的总电量 Q'=2qn ○11

2?C?T2md22md2?22?C??mgd?C??mgd 由以上两式可得:Q'=

3.如图所示,电荷量均为+q、质量分别为m和2m的小球A和B,中间连接质量不计的细绳,在竖直方向的匀强电场中以速度v0匀速上升,某时刻细绳断开.求:

(1)电场强度大小及细绳断开后两球A、B的加速度; (2)当球B速度为零时,球A的速度大小;

(3)自绳断开至球B速度为零的过程中,两球组成系统的机械能增量为多少?

解析:(1)设电场强度为E,把小球A、B看作一个系统,由于绳未断前两球均做匀速运动,则2qE?3mg,

E?3mg2q

细绳断后,根据牛顿第二定律得

qE?mg?maA,

aA?g2方向向上;

qE?2mg?2maB,

aB??g4(负号表示方向向下).

(2)细绳断开前后两绳组成的系统满足合外力为零,所以系统总动量守恒.设B球速度为零时,A球的速度为vA,根据动量守恒定律得

(m?2m)v0?mvA?0,vA?3v0

0?v0?aBt,aB??(3)设自绳断开到球B速度为零的时间为t,则

4vgt?0g 4,则

(v0?3v0)(v0?3v0)4v08v02sA?t???22gg 在该时间内A的位移为

由功能关系知,电场力对A做的功等于物体A的机械能增量,则

3mg8v02?EA?qEsA?q??12mv022qg

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