高中物理学霸成长之路(压轴题)

高中物理学霸成长之路（压轴题）

面对每一道题都要有一种精神：

严谨细致的思维，百算无误的精细，舍我其谁的自信！对待学习要有“做别人的榜样”的自信！要么不做，要做就做到最好，做成所有人的典范！

μ．现突

假设木板抽

A．2

F0

··t1

对

则其v

即

解得：F≥6μmg

即拉力至少为6μmg．

[答案] C

●例2：如图8－5甲所示，一质量m＝1kg的木板静止在光滑水平地面上．开始时，木板右端与墙相距L＝0.08m，一质量m＝1kg的小物块以初速度v0＝2m/s滑上木板左端．木板的长度可保证物块在运动过程中不与墙接触．物块与木板之间的动摩擦因数μ＝0.1，木板与墙碰撞后以与碰撞前瞬时等大的速度反弹．取g＝10m/s2，求：

图8－5甲

(1)从物块滑上木板到两者达到共同速度时，木板与墙碰撞的次数及所用的时间．

(2)达到共同速度时木板右端与墙之间的距离．

【解析】解法一物块滑上木板后，在摩擦力的作用下，木板从静止开始做匀加速运动．设木板的加速度大小为a，经历时间T后与墙第一次碰撞，碰撞时的速度为v1，则有：

μmg＝ma

L＝aT2

v1

n v

t＝

(2)

解得：s＝0.06m

解法二(1)物块滑上木板后，在摩擦力的作用下，木板做匀加速运动的加速度a1＝μg＝1m/s，方向向右物块做减速运动的加速度a2＝μg＝1m/s，方向向左

可作出物块、木板的v－t图象如图8－5乙所示

由图可知，木板在0.4s、1.2s时刻两次与墙碰撞，在t＝1.8s时刻物块与木板达到共同速度．

(2)由图8－5乙可知，在t＝1.8s时刻木板的位移为：

s＝×a1×0.22＝0.02m

木板右端距墙壁的距离Δs＝L－s＝0.06m．

图8－5乙

[答案] (1)1.8s(2)0.06m

●例3：如图所示，一轻绳吊着一根粗细均匀的棒，棒下端离地面高为H，上端套着一个细环．棒和环的质量均为m，相互间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力kmg(k＞1)．断开轻绳，棒和环自由下落．假设棒足够长，与地面发生碰撞时触地时间极短，无动能损失．棒在整个运动过程中始终保持竖直，空气阻力不计．求：

(1)

(2)

(3)

a环

(2)

a棒

H1

(3)

解得：t1＝

v1′＝－

环的位移h环1＝－v1t1＋a环t12＝－H

棒的位移h棒1＝v1t1＋a棒t12＝H

x1＝h环1－h棒1

解得：x1＝－

棒、环一起下落至地，有：v22－v1′2＝2gh棒1

解得：v2＝

同理，环第二次相对棒的位移为：

x2＝h环2－h棒2＝－

……

x n＝－

W

[

(3)

2d

的绝缘杆将导体棒和正方形的单匝线框连接在一起组成“

．线框的边长为

边界重合．将装置由静止释放，导体棒恰好运动到磁场区域下边界处返回，导体棒在整个运动过程中始终与导

(1)的焦耳热

Q．

(2)线框第一次穿越磁场区域所需的时间t1．

(3)经过足够长时间后，线框上边与磁场区域下边界的最大距离xm．

[2009年高考·江苏物理卷]

【解析】(1)设装置由静止释放到导体棒运动到磁场下边界的过程中，作用在线框上的安培力做功为W，由动能定理得：

mg sinα·4d＋W－BIld＝0

且Q＝－W

解得：Q＝4mgd sinα－BIld．

(2)设线框刚离开磁场下边界时的速度为v1，则接着向下运动2d，由动能定理得：mg sinα·2d－BIld＝0－m v12

线框在穿越磁场中运动时受到的合力F＝mg sinα－F′

感应电动势E＝Bd v

则

有

(3)

mg

[

●例5

O’。球心O

据题意，小球P在球面上做水平的匀速圆周运动，该圆周的圆心为O’。P受到向下的重力mg、球面对它沿OP方向的支持力N和磁场的洛仑兹力

f＝qvB①

式中v为小球运动的速率。洛仑兹力f的方向指向O’。根据牛顿第二定律

Nθ②

-mg

cos=

θ

sin sin 2

R v m

N f =-③ 由①②③式得

0cos sin sin 22

=+-θ

θθqR v m qBR v ④

由于v 是实数，必须满足

θ

θsin 4sin 2

2

gR qBR -

⎪⎫ ⎛=∆≥0⑤

B B ●例6μ＝0.2由功能关系得

θ

θμsin cos 212h mg mv mgh +=

① 以沿斜面向上为动量的正方向。按动量定理，碰撞过程中挡板给小物块的冲量 )(v m mv I --=②

设碰撞后小物块所能达到的最大高度为h ’，则

θ

θμsin cos 212h mg h mg mv '+'=③ 同理，有

θ

θμsin cos 212h mg v m h mg '

+'=

'④ )(v m v m I '--'='⑤

式得

1I I 由得解法二：设小物块从高为h 处由静止开始沿斜面向下运动，小物块受到重力，斜面对它的摩擦力和支持力，小物块向下运动的加速度为a ，依牛顿第二定律得

ma mg mg =-θμθcos sin ①

设小物块与挡板碰撞前的速度为v ，则

θ

sin 22h

a

v =②