高考物理中的最值问题2(含答案)
高考物理中的最值问题2(含答案)
高考物理中的力学计算问题2
1 如图所示,AB 为水平绝缘粗糙轨道,动摩擦因数为0.2,AB 距离为3 m ;BC 为半径r =l m 的竖直光滑绝 缘半圆轨道;BC 的右侧存在竖直向上的匀强电场。一质量m =l kg ,电量q =10-3 C 的带电小球,在功率P 恒为4W 的水平向右拉力作用下由静止开始运动,到B 点时撤去拉力。已知到达B 点之前已经做匀速运动,求: (1)小球匀速运动的速度大小 (2)小球从A 运动到B 所用的时间 (3)为使小球能沿圆轨道从B 点运动到C 点,匀强电场的电场强度E 的大小范围?
(4)是否存在某个电场强度E ,使小球从C 点抛出后能落到A 点?请说明理由。 【解析】(1)因为小球匀速运动
所以F 牵引=f ……1分
s m mg
f p F p v B /24
===
=
μ牵引
……1分 (2)A 到B 过程中,由动能定理:
02
12
-=-B mv mgAB pt μ……1分
得t =2s……………1分 (3)若小球刚好过B 点,得
r
v
m mg qE B 2
=-………………………………………1分
E =1.4×104N/C ...…1分 若小球刚好过C 点
所以r
v
m qE mg c 2
=- ………………………………….1分
又因为2
22
1212)(B c mv mv r qE mg -=
⨯--………..1分 E =9.2×103N/C……………………………1分
综合所述:1.4×104N/C ≥ E ≥ 9.2×103 N/C .…1分 (4)因为2
22
1212)(B c mv mv r qE mg -=⨯-- 又因为4
高考物理二轮专题复习 临界和极值问题
2008年高考物理二轮专题复习 临界和极值问题
【考纲要求】II 【重点知识梳理】
1.关于物体在竖直平面内作圆周运动的临界问题的解题方法是:掌握原理,具体分析,统观全局,抓住要害。物体在最高点的最小速度决定于物体在最高点的最小合力。 不同情况下的最小合外力决定了不同情况下的最小速度。同时,在具体的问题中,要分清绳(或沿圆环内侧运动)与杆(或管)的区别。即绳对球只能提供拉力且绳对球的拉力方向只能沿绳指向圆心。因此,在绳的约束下物体能在竖直面内作圆周运动的条件是最高点速度gR v ≥
;而杆
对球即可能是拉力也可能是压力。在杆(或管)约束下能在竖直面内作圆周运动的条件是最高点速度v ≥0。
2 .极限类推法解决问题的关键是如何对物理过程初状态和极限状态巧妙的赋值。或对转折点的取值。取值既要遵循客观事实,又要使问题简化,使状态变化趋势明朗化。
【分类典型例题】
题型一:竖直平面内作圆周运动的临界问题
解决这类问题需要注意:我们不能只盯着最高点,而要对小球作全面的、动态的分析,目的就是找出小球最不容易完成圆周运动的关键点,只要保证小球在这一点上恰能作圆周运动,就能保证它在竖直平面内作完整的圆周运动,如此这类临界问题得以根本解决。这一关键点并非总是最高点,也可以是最低点,或其他任何位置。
[例1]如图所示的装置是在竖直平面内放置光滑的绝缘轨道,处于水平向右的匀强电场中,以带负电荷的小球从高h 的A 处静止开始下滑,沿轨道ABC 运动后进入圆环内作圆周运动。已知小球所受到电场力是其重力的3/4,圆滑半径为R ,斜面倾角为θ,s BC =2R 。若使小球在圆环内能作完整的圆周运动,h 至少为多少? [解析]小球所受的重力和电场力都为恒力,故可两力
高考物理物理学史知识点经典测试题含答案(2)
高考物理物理学史知识点经典测试题含答案(2)
一、选择题
1.下列叙述正确的是()
A.开普勒三定律都是在万有引力定律的基础上推导出来的
B.爱伊斯坦根据他对麦克斯韦理论的研究提出光速不变原理,这是狭义相对论的第二个基本假设
C.伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比,并直接用实验进行了验证
D.红光由空气进入水中,波长变长,颜色不变
2.了解物理规律的发现过程,学会像科学家那样观察和思考,往往比掌握知识本身更重要。以下符合史实的是( )
A.焦耳发现了电流的磁效应
B.法拉第发现了电磁感应现象,并总结出了电磁感应定律
C.惠更斯总结出了折射定律
D.英国物理学家托马斯杨利用双缝干涉实验首先发现了光的干涉现象
3.在物理学建立、发展的过程中,许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步,关于科学家和他们的贡献,下列说法正确的是()
A.古希腊学者亚里士多德认为物体下落的快慢由它们的重量决定,伽利略在他的《两种新科学的对话》中利用逻辑推断,使亚里士多德的理论陷入了困境
B.德国天文学家开普勒对他导师第谷观测的行星数据进行了多年研究,得出了万有引力定律
C.英国物理学家卡文迪许利用“卡文迪许扭秤”首先较准确的测定了静电力常量
D.牛顿首次提出“提出假说,数学推理实验验证,合理外推”的科学推理方法
4.科学发现或发明是社会进步的强大推动力,青年人应当崇尚科学在下列关于科学发现或发明的叙述中,存在错误的是
A.安培提出“分子电流假说”揭示了磁现象的电本质
B.库仑发明了“扭秤”,准确的测量出了带电物体间的静电力
C.奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电与磁的联系
2024高考物理一轮复习--牛顿第二定律的应用--动力学中的临界和极值问题
动力学中的临界和极值问题
一、动力学中的临界极值问题
1.“四种”典型临界条件
(1)接触与脱离的临界条件:两物体相接触或脱离,临界条件是弹力F N=0。
(2)相对滑动的临界条件:两物体相接触且处于相对静止时,常存在着静摩擦力,则相对滑动的临界条件是静摩擦力达到最大值。
(3)绳子断裂与松弛的临界条件:绳子所能承受的张力是有限度的,绳子断与不断的临界条件是绳中张力等于它所能承受的最大张力,绳子松弛与拉紧的临界条件是F T=0。
(4)速度达到最值的临界条件:加速度为0。
2. 解题指导
(1)直接接触的连接体存在“要分离还没分”的临界状态,其动力学特征:“貌合神离”,即a相同、F N=0.
(2)靠静摩擦力连接(带动)的连接体,静摩擦力达到最大静摩擦力时是“要滑还没滑”的临界状态.
(3)极限分析法:把题中条件推向极大或极小,找到临界状态,分析临界状态的受力特点,列出方程
(4)数学分析法:将物理过程用数学表达式表示,由数学方法(如二次函数、不等式、三角函数等)求极值.
3.解题基本思路
(1)认真审题,详细分析问题中变化的过程(包括分析整个过程中有几个阶段);
(2)寻找过程中变化的物理量;
(3)探索物理量的变化规律;
(4)确定临界状态,分析临界条件,找出临界关系.
4. 解题方法
二、针对练习
1、(多选)如图所示,长木板放置在水平面上,一小物块置于长木板的中央,长木板和物块的质量均为m ,物块与木板间的动摩擦因数为μ,木板与水平面间的动摩擦因数为
4
μ
,已知最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,重力加速度为g .现对物块施加一水平向右的拉力,则木板加速度a 大小可能是( )
高考物理 解读真题2 函数 文
取夺市安慰阳光实验学校专题02 函数
一、选择题
1. 【指数函数与对数函数的性质】【2016,新课标1文数】若0a b >>,01c <<,则( )
A.log a c <log b c
B.log c a <log c b
C.a c
<b c
D.c a >c b
【答案】B
2. 【函数图象与性质】【2016,新课标1文数】函数22x y x e =-在[]2,2-的图像大致为( )
A. B. C. D.
【答案】D
3. 【函数的定义域、值域,对数】 【2016,新课标2文数】下列函数中,其定义域和值域分别与函数y=10lg x
的定义域和值域相同的是( ) A.y =x B.y =lg x C.y =2x
D.1
y x
=
【答案】D
4. 【函数的奇偶性、对称性】【2016,新课标2文数】已知函数f (x )(x ∈R )
满足f (x )=f (2-x ),若函数y =|x 2
-2x -3|
与y =f (x ) 图像的交点为(x 1,y 1),(x 2,y 2),…,(x m ,y m ),则1=m
i i x =∑( )
A.0
B.m
C.2m
D. 4m 【答案】B
5. 【幂函数的单调性】【2016,新课标Ⅲ文数】已知4
21333
2,3,25a b c ===,则( ) A. b a c << B.a b c << C.b c a << D. c a b << 【答案】A
6. 【三角函数的图象】【2016,浙江文数】函数y =sin x 2
高考物理中的最值问题5(含答案)
高考物理中的静电场问题1
问题:(1)重力场的方向
(2)重力场对质量是m的物体的作用力是,称作该物体的。
(3)重力场中质量是m的物体具有重力势能,如图以B为重力势能零点,则A的重力势能,C的重力势能;以A为重力势能零点,则B的重力势能,C的重力势能;总之,重力势能沿重力场的方向。
(4)重力做功重力势
能。
(5)均匀的静电场(如
图)的方向
(6)静电场对电荷为q
的物体的作用力是,
称作该物体
的,但这个力与电荷的有关。
(7)静电场中电荷为q物体具有电势能,如图以B为电势能零点,则A的电势能,C的电势能;以A为电势能零点,则B的电势能,C的电
势能;电势能的大小除了与电势能
零点有关,还与电荷的有关。
(8)为了避免电荷正负与电势能相关
引起的不必要的麻烦,引入概念,则沿着电场线方向降低。所以,在讨论右图所示的静电场问题时,采用的方法称作,因为讨论方法与
相同。
(9)静电场力做功静电势能。
(10)静电场比起重力场复杂许多(想想为什么?),所以比重力场的问题显得复杂,需掌握:
①带电粒子的运动轨迹判断:
②电场强度的叠加、静电场力的计算
③静电场力做功动能定理(能量守恒)在静电场中的应用
(11)重力、弹性力、静电场力都是保守力,这些力做功与路径,有相应的势能,摩擦力、安培力是非保守力,这些力做功与路径,没有相应的势能。
【练习】
1 (多选)如图所示的电场中有A,B两点,下列判断正确的是()
A.电势φA>φB,场强E A > E B
B.电势φA>φB,场强E A < E B
C.将电荷量为q的正电荷从A点移到B点,电
高考物理专题13平衡中的临界极值问题练习含解析
专题13 平衡中的临界极值问题
1.三力平衡下的极值问题,常用图解法,将力的问题转化为三角形问题,求某一边的最小值.2.多力平衡时求极值一般用解析法,由三角函数、二次函数、不等式等求解.3.若物体受包括弹力、摩擦力在内的四个力平衡,可以把弹力、摩擦力两个力合成一个力(又称“全反力”),该力方向固定不变(与弹力夹角正切值为μ),从而将四力平衡变成三力平衡,再用图解法求解.
1.(2020·四川泸州市一诊)如图1所示,三根不可伸长的轻绳一端共同系于O点,A端和B 端分别固定在墙壁和地面上,某同学用水平方向的力拉绳OC,三绳绷紧后,OB绳竖直,OC 绳水平,OA绳与竖直墙面夹角θ=30°.三根绳能承受的最大拉力均为300 N,为保证三根轻绳都不被拉断,则人对OC绳的水平拉力最大不能超过( )
图1
A.100 N B.150 N C.150 3 N D.300 N
答案 B
解析对结点O受力分析,如图所示,
由边角关系可知OA绳中的拉力最大,由平衡条件得:F C=F A sin θ
只要OA不被拉断,则三根轻绳都不被拉断,则F A≤300 N,解得:F C≤150 N,选项B正确.2.(2019·贵州毕节市适应性监测(三))如图2所示,一安装有滑轮的斜面M置于粗糙的水平地面上,P、Q两物体用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦),P悬于空中,Q在斜面上处于静止状态(与Q相连的轻绳与斜面平行).当用沿斜面向上的恒力推Q时,M、Q仍恰好静止不动,则有( )
图2
A.Q受到的摩擦力大小不变,方向变化
B.Q受到的摩擦力可能变大
高考物理闭合电路的欧姆定律及其解题技巧及练习题(含答案)(2)
高考物理闭合电路的欧姆定律及其解题技巧及练习题(含答案)(2)
一、高考物理精讲专题闭合电路的欧姆定律
1.如图所示电路中,14R =Ω,26R =Ω,30C F μ=,电池的内阻2r =Ω,电动势
12E V =.
(1)闭合开关S ,求稳定后通过1R 的电流. (2)求将开关断开后流过1R 的总电荷量. 【答案】(1)1A ;(2)41.810C -⨯ 【解析】 【详解】
(1)闭合开关S 电路稳定后,电容视为断路,则由图可知,1R 与2R 串联,由闭合电路的欧姆定律有:
1212
1A 462
E I R R r =
==++++
所以稳定后通过1R 的电流为1A .
(2)闭合开关S 后,电容器两端的电压与2R 的相等,有
16V 6V C U =⨯=
将开关S 断开后,电容器两端的电压与电源的电动势相等,有
'12V C U E ==
流过1R 的总电荷量为
()'
63010126C C C Q CU CU -=-=⨯⨯-41.810C -=⨯
2.如图所示,质量m=1 kg 的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为37°、宽度L=1 m 的光滑绝缘框架上。匀强磁场方向垂直于框架平面向下(磁场仅存在于绝缘框架内)。右侧回路中,电源的电动势E=8 V ,内阻r=1 Ω。电动机M 的额定功率为8 W ,额定电压为4 V ,线圈内阻R 为0.2Ω,此时电动机正常工作(已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度g 取10 m/s 2)。试求:
(1)通过电动机的电流I M 以及电动机的输出的功率P 出; (2)通过电源的电流I 总以及导体棒的电流I ; (3)磁感应强度B 的大小。
高考物理考试易错题易错点02运动图像追击相遇问题附答案
易错点02 运动图像 追击相遇问题
易错总结
1.物体的速度大小不变时,加速度不一定为零(运动方向可能改变)。
2.t v 图上两曲线相交的点,不一定是两物体相遇点,只是两物体在这一时刻速率相等。若两物体同时刻同地点出发,图像与x 轴围成的面积相等则两者位移相等,即相遇。
3.匀变速运动的各公式都是矢量式,列方程解题时要注意各物理量的方向。正方向用“+"表示,反方向用“-"表示。
4.位移图像不是物体的运动轨迹,路程图像也不是物体运动轨迹。(位移图像只能表示直线运动,不能表示曲线运动)
5通常取初速度0v 的方向为正方向,但这并不是一定的,也可取与0v 相反的方向为正方向;具体的正方向选取应方便于解题。
6.解图像题前先明确两坐标轴各代表什么物理量,不要把位移图像与速度图像混淆。
7.在汽车刹车问题时,应先判断汽车何时停止运动,不要盲目套用匀减速直线运动公式直接使用已知量求解。
8.追及相遇问题:(更多免费资源关注公众号拾穗者的杂货铺) (1)速度大者减速(如匀减速直线运动)追速度小者(如匀速运动):
(2)速度小者加速(如初速度为零的匀加速直线运动)追速度大者(如匀速运动):
(3)相遇问题的常见情况:
○
1同向运动的两物体追及即相遇; ○
2相向运动的物体,当各自发生的位移大小和等于开始时两物体的距离时即相遇。 解题方法 1..两种常考题型
题型一:识图——通过题目所给图像获取信息
此题型往往通过所给图像,求解或判断物体的位移、平均速度、加速度等,还可以比较两个物体的运动,难度大的还要根据图像斜率来判断运动情况。 题型二:选图——根据题目情景选择物理图像
湖北省2024年高考物理模拟试卷及答案2
湖南省2024年高考物理模拟试卷及答案
10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四
1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合题目要
4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分1.一个做自由落体运动的物体,其落地速度为40m/s,重力加速度g取10m/s2,则下列描述正确的是()
A.物体下落时间2s B.初始时,物体距离地面的高度20m
C.物体第2s内的位移为15m D.物体下落到中点位置的瞬时速度为20m/s 2.大雾天发生交通事故的概率比平常要高出几倍甚至几十倍,保证雾中行车安全显得尤为重要。在雾天的平直公路上。甲、乙两汽车同向匀速行驶,乙在前,甲在后。某时刻两车司机听到警笛提示,同时开始刹车,结果两车刚好没有发生碰撞,如图为两车刹车后匀减速运动的v-t图象;以下分析正确的是
()
A.两车开始刹车时的距离为80m B.甲车刹车的加速度的大小为1m/s2 C.两车刹车后间距一直在减小D.两车都停下来后相距25m
3.一带电粒子以大小为v0的速度垂直进入匀强磁场中,沿半圆acb运动,如图所示,带电粒子经过c点时()
A.不受洛伦兹力的作用B.受到指向圆心方向的洛伦兹力
C.速度小于v0D.速度大于v0
4.如图所示,在网球的网前截击练习中,若练习者在球网正上方距地面H处,将球以速度v沿垂直球网的方向击出,球刚好落在底线上,已知底线到网的距离为L,重力加速度取g,将球的运动视作平抛运动,下列表述正确的是()
A .由于没有空气阻力,所以球的速度v 始终保持不变
B .球从击出至落地所用时间为H
高中物理教材第二章练习题及答案
高中物理教材第二章练习题及答案
本文档提供了高中物理教材第二章的练题及答案,旨在帮助高中物理学生巩固和复相关知识。
1. 第一节练题
1.1. 问题:描述牛顿第一定律的内容是什么?
答案:牛顿第一定律又称惯性定律,它指出一个物体如果没有外力作用,将保持匀速运动或静止状态。
1.2. 问题:如何判断一个物体是否处于平衡状态?
答案:一个物体处于平衡状态时,所有作用在它上面的力的合力为零。
1.3. 问题:什么是质量和重量?
答案:质量是一个物体所固有的特性,衡量了物体对于改变其运动状态所需要的力。重量是物体受地球引力作用的结果,由质量乘以重力加速度计算得出。
...
2. 第二节练题
2.1. 问题:什么是力的合成?
答案:力的合成是将两个或多个力的作用效果用一个等效的单一力表示的方法。
2.2. 问题:如何计算力的合成?
答案:力的合成可以通过将各个力的大小和方向相加来计算。
2.3. 问题:什么是力的分解?
答案:力的分解是将一个力分解成多个分力的过程。
...
以上所列为部分练题及其答案,希望对学生们的物理研究有所帮助。更多练题和答案请参考教材第二章。
高考物理力学求极值的常用方法
中学物理力学求极值的常用方法
一、知识要点
1.极值问题:指极小值和极大值。
注:极值不一定是最值。 2.求极值问题的两个途径:
物理过程或物理状态的极值通常与某一临界值有关,巧妙地建立一个含极值条件的物理模型,则可快捷地解决问题。
(1)物理方法:从物理过程的分析着手求解极值问题。
(2)数学方法:从数学方法角度思考,借助于代数、函数或函数图像知识求解极值问题。
二、应试策略
1.用二次函数求极值的方法求极值
一元二次函数
y=ax 2+bx +c (a ≠0),当
x=-a
b
2时,y 有极小值y 极=a b ac 442-,用a>0时y 有极小值,
a<0时y 有极大值。
例1.一辆小汽车从静止开始以3 m/s 2的加速度行驶,恰有一自行车以6m/s 的速度从车旁边匀建驶过
(1)汽车从开始运动后在追上自行车之前经多多长时间两者距最远?此最远距离是多少’ (2)汽车什么时候追上自行车?此时汽车的速度是多少?
解析:设汽车在追上自行车之前经t 时间两车相距最远,则△S =S 2-S 1,S 2=V 0t ,212
1at s = 得22
36t t s -
=∆ (1)当s s a b t 2362==-=时,△S 极=m
a b ac 6460442
32
2=⨯--=-或m t t s 62362=-=∆ (2)汽车追上自行车时两车位移相等,即△S =0,得t’=4s 。v t =at’=12m/s
答案:(1)2S ,6m ;(2)12m/s 。---可以利用配方法求解
点评:本题可以用v-t 图象求解,也可以用相距最远时二者速度相等这个结论来求解。 2.利用一元二次方程根的判别式求极值
高考物理一轮复习专题训练及答案解析—动态平衡问题、平衡中的临界、极值问题
错误!错误!错误!错误!错误!错误!错误!错误!错误!错误!错误!错误!错误!高考物理一轮复习专题训练及答案解析—动态平衡问题、
平衡中的临界、极值问题
1.如图所示,在水平放置的木棒上的M、N两点,系着一根不可伸长的柔软轻绳,绳上套有一光滑小金属环.现将木棒绕其左端逆时针缓慢转动一个小角度,则关于轻绳对M、N两点的拉力F1、F2的变化情况,下列判断正确的是()
A.F1和F2都变大B.F1变大,F2变小
C.F1和F2都变小D.F1变小,F2变大
2.(2023·山东烟台市高三模拟)如图所示,用一个质量不计的网兜把足球挂在光滑竖直墙壁上的A点,足球与墙壁的接触点为B.若只增大悬绳的长度,足球始终保持静止状态,关于悬绳对球的拉力F和墙壁对球的支持力F N,下列说法正确的是()
A.F和F N都增大B.F增大,F N减小
C.F减小,F N增大D.F和F N的合力不变
3.如图所示,轻绳PQ能承受的最大张力为80 N,现用它悬挂一质量为4 kg的物体,然后在轻绳的中点O施加一水平向左的力F,使中点O缓慢向左移动,已知重力加速度g=10 m/s2,则当轻绳断裂瞬间,绳的PO段与竖直方向的夹角为()
A.30°B.45°C.53°D.60°
4.(2023·广东汕尾市高三月考)新疆是我国最大的产棉区,在新疆超出70%棉田都是通过机械自动化采收,自动采棉机能够在采摘棉花的同时将棉花打包成圆柱形棉包,通过采棉机后侧可以旋转的支架平稳将其放下,放下棉包的过程可以简化为如图所示模型,质量为m的棉包放在“V”型挡板上,两板间夹角为120°固定不变,“V”型挡板可绕P轴在竖直面内转动.初始时BP板水平,在使BP板逆时针缓慢转动60°的过程中,忽略“V”型挡板对棉包的摩擦力,下列说法正确的是()
2022届高考物理一轮复习 专题八 带电粒子在磁场中运动的临界和多解问题学案 新人教版
专题八带电粒子在磁场中运动的临界和多解问题
考点一带电粒子在磁场中运动的临界极值问题
多维探究
解决带电粒子在磁场中的临界极值问题的关键
(1)以题目中的“恰好”“最大”“最高”“至少”等词语为突破口,运用动态思维,寻找临界点,确定临界状态,由磁场边界和题设条件画好轨迹、定好圆心,建立几何关系.
(2)寻找临界点常用的结论:
①刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切.
②当速度v一定时,弧长(或弦长)越长,圆心角越大,则带电粒子在有界磁场中运动的时间越长.
③当速度v变化时,圆心角越大,运动时间越长.
题型1|求运动时间的极值
例1 [2020·全国卷Ⅰ,18]一匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外,其边界如图中虚线所示,ab̂为半圆,ac、bd与直径ab共线,ac间的距离等于半圆的半径.一束质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子,在纸面内从c点垂直于ac射入磁场,这些粒子具有各种速率.不计粒子之间的相互作用.在磁场中运动时间最长的粒子,其运动时间为( )
A.7πm
6qB B.5πm
4qB
C.4πm
3qB
D.3πm
2qB
题型2|求磁感应强度的极值
例2 [2020·全国卷Ⅲ,18]真空中有一匀强磁场,磁场边界为两个半径分别为a和
3a的同轴圆柱面,磁场的方向与圆柱轴线平行,其横截面如图所示.一速率为v的电子从圆心沿半径方向进入磁场.已知电子质量为m,电荷量为e,忽略重力.为使该电子的运动被限制在图中实线圆围成的区域内,磁场的磁感应强度最小为( )
A.3mv
2ae B.mv
ae
高考物理新电磁学知识点之电磁感应难题汇编含答案解析(2)
高考物理新电磁学知识点之电磁感应难题汇编含答案解析(2)
一、选择题
1.如图所示,一个边长为2L 的等腰直角三角形ABC 区域内,有垂直纸面向里的匀强磁场,其左侧有一个用金属丝制成的边长为L 的正方形线框abcd ,线框以水平速度v 匀速通过整个匀强磁场区域,设电流逆时针方向为正。则在线框通过磁场的过程中,线框中感应电流i 随时间t 变化的规律正确的是
A .
B .
C .
D .
2.两块水平放置的金属板间的距离为d ,用导线与一个n 匝线圈相连,线圈电阻为r ,线圈中有竖直方向的磁场,电阻R 与金属板连接,如图所示,两板间有一个质量为m 、电荷量+q 的油滴恰好处于静止,则线圈中的磁感应强度B 的变化情况和磁通量的变化率分别是
A .磁感应强度
B 竖直向上且正增强,t
φ∆=dmg nq B .磁感应强度B 竖直向下且正增强,t
φ∆=dmg nq C .磁感应强度B 竖直向上且正减弱,t
φ∆=()dmg R r nqR + D .磁感应强度B 竖直向下且正减弱,t
φ∆=()dmgr R r nqR + 3.如图所示,MN 和PQ 为竖直方向的两平行长直金属导轨,间距l 为0.4m ,电阻不计。
导轨所在平面与磁感应强度B 为0.5T 的匀强磁场垂直。质量m 为6.0×
10-3kg 电阻为1Ω的
金属杆ab始终垂直于导轨,并与其保持光滑接触。导轨两端分别接有滑动变阻器R2和阻值为3.0Ω的电阻R1。当杆ab达到稳定状态时以速率v匀速下滑,整个电路消耗的电功率P为0.27W。则()
A.ab稳定状态时的速率v=0.4m/s
弹簧类能量与动量守恒问题
动量之弹簧类问题
第一部分弹簧类典型问题
1、弹簧类模型的最值问题
在高考复习中,常常遇到有关“弹簧类”问题,由于弹簧总是与其他物体直接或间接地联系在一起,弹簧与其“关联物”之间总存在着力、运动状态、动量、能量方面的联系,因此学生普遍感到困难,本文就此类问题作一归类分析。
1、最大、最小拉力
例1、一个劲度系数为k=600N/m的轻弹簧,两端分别连接着质量均为m=15kg的物体A、B,将它们竖直静止地放在水平地面上,如图1所示,现加一竖直向上的外力F在物体A上,使物体A开始向上做匀加速运动,经0.5s,B物体刚离开地面(设整个加速过程弹簧都处于弹性限度内,且g=10m/s2)。求此过程中所加外力的最大和最小值。
图1
2、最大高度
例2. 如图2所示,质量为m的钢板与直立弹簧的上端连接,弹簧下端固定在地面上,平衡时
弹簧的压缩量为x
0。一物体从钢板正上方距离为3
x的A处自由下落打在钢板上,并立即与钢
板一起向下运动,但不粘连,它们到达最低点后又向上运动,已知物块质量也为m时,它们恰能回到O点,若物体质量为2m仍从A处自由下落,则物块与钢板回到O点时还有向上的速度,求物块向上运动到达的最高点与O点的距离。
图2
由下落,与B 发生碰撞而粘在一起,已知它们共同向下运动到速度最大时,系统增加的弹性势能与动能相等,求系统的这一最大速度v 。
图3
例4. 在光滑水平面内,有A 、B 两个质量相等的木块,mm k g A B ==2,中间用轻质弹簧相连。现对B 施一水平恒力F ,如图4所示,经过一段时间,A 、B 的速度等于5m/s 时恰好一起做匀加速直线运动,此过程恒力做功为100J ,当A 、B 恰好一起做匀加速运动时撤除恒力,在以后的运动过程中求木块A 的最小速度。
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高考物理中的最值问题
2(含答案)
-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
2
高考物理中的力学计算问题2
1 如图所示,AB 为水平绝缘粗糙轨道,动摩擦因数为0.2,AB 距离为3 m ;BC 为半径r =l m 的竖直光滑绝 缘半圆轨道;BC 的右侧存在竖直向上的匀强电场。一质量m =l kg ,电量q =10-3 C 的带电小球,在功率P 恒为4W 的水平向右拉力作用下由静止开始运动,到B 点时撤去拉力。已知到达B 点之前已经做匀速运动,求: (1)小球匀速运动的速度大小 (2)小球从A 运动到B 所用的时间 (3)为使小球能沿圆轨道从B 点运动到C 点,匀强电场的电场强度E 的大小范围? (4)是否存在某个电场强度E ,使小球从C 点抛出后能落到A 点?请说明理由。 【解析】(1)因为小球匀速运动
所以F 牵引=f ……1分
s m mg
f p F p v B /24====
μ牵引
……1分 (2)A 到B 过程中,由动能定理:
02
12
-=-B mv mgAB pt μ……1分
得t =2s……………1分 (3)若小球刚好过B 点,得
r
v
m mg qE B 2
=-………………………………………1分
E =1.4×104N/C ...…1分 若小球刚好过C 点
所以r
v
m qE mg c 2
=- ………………………………….1分
又因为2
22
1212)(B c mv mv r qE mg -=
⨯--………..1分 E =9.2×103N/C……………………………1分
综合所述:1.4×104N/C ≥ E ≥ 9.2×103 N/C .…1分 (4)因为2
221212)(B c mv mv r qE mg -=⨯-- 又因为4
.0343v =
==
g
r t
x
c
得E =1.4625×104 N/C…………………………….1分 E 的值超出了(3)中的范围,所以不能。……1分
2 如图甲所示为一景区游乐滑道,游客坐在座垫上沿着花岗岩滑道下滑,他可依靠手、脚与侧壁间的摩擦来控制下滑速度。滑道简化图如乙所示,滑道由AB 、BC 、CD
三段组成,各段之间平滑连接。
3
AB 段和CD 段与水平面夹角为θ1,竖直距离均为h 0,BC 段与水平面夹角为θ2,竖直距离为1
2 h 0。一质量为m 的游客从A 点由静止开始下滑,到达底端D 点时的安全速度不得大于2gh 0 ,已知sin θ1=14 、sin θ2=1
8 ,座垫与滑道底面间摩擦及空气阻力均不计,若未使用座垫,游客与滑道底面间的摩擦力大小f 恒为重力的0.1倍,运动过程中游客始终不离开滑道,问:
(1) 游客使用座垫自由下滑(即与侧壁间无摩擦),则游客在BC 段增加的动能△E k 多大?
(2)
(3) 若游客未使用坐垫且与侧壁间无摩擦下滑,则游客到达D 点时是否安全;
(4) 若游客使用座垫下滑,则克服侧壁摩擦力做功的最小值。
解:(1) 重力在BC 段做的功即为增加的动能△E k
可得 △E k =W G =1
2 mg h 0 3分
(2)在AD 段,由动能定理,得 mg (h 0+ 12 h 0+h 0)-12f 2h 0= 12 mv 2
D 2分
v D = 2.6gh 0 >2gh 0 到达D 点时不安全 2分
(3)到达D 点的速度为2gh 0 对应的功最小。
在AD 段,由动能定理,得 mg (h 0+ 12 h 0+h 0)- W = 12 mv 2
D 3分
W=3
2 mg h 0 2分
3 某同学在设计连锁机关游戏中,设计了如图所示的起始触发装置.AB 段是长度连续可调的竖直伸缩杆,BCD 段是半径为R 的四分之三圆弧弯杆,DE 段是长度为2R 的水平杆,与AB 杆稍稍错开.竖直杆外套有下端固定且劲度系数较大的轻质弹簧,在弹簧上端放置质量为m 的套环.每次将弹簧的长度压缩至 P 点后锁定,设PB 的高度差为h ,解除锁定后弹簧可将套环弹出.在触发器的右侧有多米诺骨牌,多米诺骨牌的最高点Q 和P 点等高,且与E 的水平距离x =8R ,已知弹簧锁定时的弹性势能E =9mgR ,套环P 与水平杆的动摩擦因数μ=0.5,与其他部分的摩擦不计,不计套环受到的空气阻力及解除锁定时的弹性势能损失,不考虑伸缩竖直杆粗细变化对套环的影响,重力加速度为g .求: (1)当 h =3R 时,套环
到达杆的最高点C 处时的速度大小v ; (2)在(1)问中套环运动
到最高点C 时对杆作用力的大小和方向; (3)若 h 可在 R ~6R 连续可调,要使该套环恰能击中Q 点,则h 需调节为多长? A B
C
12 h 0
h 0
h 0
甲
第20题图
θ1
θ2
θ1
乙
解:(1)当 h=3R时,套环从P点运动到C点,根据机械能守恒定律有:,E=9mgR
解得:
(2)在最高点C时,对套环,根据牛顿第二定律有:mg+F C =解得:F C=9mg,方向竖直向下;
(3)套环恰能击中Q 点,平抛运动过程:
x=v E t
从P到E ,根据能量守恒定律有:
联立解得:h=5R
答:(1)当 h=3R时,套环到达杆的最高点C处时的速度大小v 为;
(2)在(1)问中套环运动到最高点C时对杆作用力的大小为
9mg,方向竖直向下;
(3)若h 可在R~6R连续可调,要使该套环恰能击中Q点,则h 需调节为5R.
4 (北京高考)如图所示,弹簧的一端固定,另一端连接一个物
块,弹簧质量不计,物块(可视为质点)的质量为m,在水平桌面上沿x轴转动,与桌面间的
动摩擦因数为 ,以弹簧
原长时物块的位置为坐标
原点O,当弹簧的伸长量为x时,物块所受弹簧弹力大小为F=kx,k为常量。
(1)请画出F随x变化的示意图:并根据F-x图像,求物块沿x轴从O点运动到位置x过程中弹力所做的功。
(2)物块由
1
x向右运动到
3
x,然后由
3
x返回到
2
x,在这个过程中。
a、求弹力所做的功;并据此求弹性势能的变化量;
b、求滑动摩擦力所做的功;并与弹力做功比较,说明为什么不存在
与摩擦力对应的“摩擦力势能”的概念。
【解析】:(1) F-x图象如图所示.
4