高考物理微元法解決物理試題解題技巧及練習題含解析(編輯修改稿)
2025-04-05 05:23 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 且粘性可忽略不計的液體水平流動（或者高度差的影響不顯著）時，液體內(nèi)流速大的地方壓強反而?。敬鸢浮?1) 120kg (2) 102 kW (3)見解析；【解析】【分析】【詳解】(1)根據(jù)平拋運動規(guī)律，有H－h(huán)＝gt2 ①x＝v0t ②聯(lián)立上述兩式，并代入數(shù)據(jù)得t=＝2 sx＝v0＝60 m ③水炮與火點之間的水柱的質(zhì)量m= m0t=120kg ④(2)設在Δt時間內(nèi)出水質(zhì)量為Δm，則Δm= m0Δt，由功能關系得：⑤即解得：P＝＝102 kW ⑥(3)表示一個細管，其中流體由左向右流動．在管的a1處和a2處用橫截面截出一段流體，即a1處和a2處之間的流體，作為研究對象．a(chǎn)1處的橫截面積為S1，流速為v1，高度為h1，a1處左邊的流體對研究對象的壓強為p1，方向垂直于S1向右．a(chǎn)2處的橫截面積為S2，流速為v2，高度為h2，a2處左邊的流體對研究對象的壓強為p2，方向垂直于S2向左．經(jīng)過很短的時間間隔Δt，這段流體的左端S1由a1移到b1．右端S2由a2移到b2．兩端移動的距離分別為Δl1和Δl2．左端流入的流體體積為ΔV1=S1Δl1，右端流出的流體體積為ΔV2=S2Δl2，理想流體是不可壓縮的，流入和流出的體積相等，ΔV1=ΔV2，記為ΔV．現(xiàn)在考慮左右兩端的力對這段流體所做的功．作用在液體左端的力F1=p1S1向右，所做的功W1=F1Δl1=(p1S1)Δl1=p1(S1Δl1) =p1ΔV．作用在液體右端的力F2=p2S2向左，所做的功W2=－F2Δl2=－(p2S2)Δl2=－p2(S2Δl2) =－p2ΔV．外力所做的總功W= W1＋W2=(p1－p2)ΔV ①外力做功使這段流體的機械能發(fā)生改變．初狀態(tài)的機械能是a1處和a2處之間的這段流體的機械能E1，末狀態(tài)的機械能是b1處和b2處之間的這段流體的機械能E2．由b1到a2這一段，經(jīng)過時間Δt，雖然流體有所更換，但由于我們研究的是理想流體的定常流動，流體的密度ρ和各點的流速v沒有改變，動能和重力勢能都沒有改變，所以這一段的機械能沒有改變，這樣機械能的改變(E2－E1)就等于流出的那部分流體的機械能減去流入的那部分流體的機械能．由于m=ρΔV，所以流入的那部分流體的動能為重力勢能為mgh1＝ρΔVgh1流出的那部分流體的動能為重力勢能為mgh2＝ρΔVgh2機械能的改變?yōu)? ②理想流體沒有粘滯性，流體在流動中機械能不會轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以這段流體兩端受的力所做的總功W等于機械能的改變，即W=E2－E1 ③將①式和②式代入③式，得 ④整理后得 ⑤a1和a2是在流體中任意取的，所以上式可表示為對管中流體的任意處：（常量）⑥④式和⑤式稱為伯努利方程．流體水平流動時，或者高度差的影響不顯著時（如氣體的流動），伯努利方程可表達為 （常量）⑦從⑥式可知，在流動的流體中，壓強跟流速有關，流速v大的地方要強p小，流速v小的地方壓強p大．【點睛】8．如圖所示，有兩根足夠長的平行光滑導軌水平放置，右側用一小段光滑圓弧和另一對豎直光滑導軌平滑連接，導軌間距L＝1m。細金屬棒ab和cd垂直于導軌靜止放置，它們的質(zhì)量m均為1kg。cd棒右側lm處有一垂直于導軌平面向下的矩形勻強磁場區(qū)域，磁感應強度B＝1T，磁場區(qū)域長為s。以cd棒的初始位置為原點，向右為正方向建立坐標系?，F(xiàn)用向右的水平恒力F＝，作用4s后撤去F。撤去F之后ab棒與cd棒發(fā)生彈性碰撞，cd棒向右運動。金屬棒與導軌始終接觸良好，導軌電阻不計，空氣阻力不計。（g=10m/s2）求：(1) ab棒與cd棒碰撞后瞬間的速度分別為多少；(2)若s＝1m，求cd棒滑上右側豎直導軌，距離水平導軌的最大高度h；(3)若可以通過調(diào)節(jié)磁場右邊界的位置來改變s的大小，寫出cd棒最后靜止時與磁場左邊界的距離x的關系。（不用寫計算過程）【答案】（1）0，；（2） m；（3）見解析【解析】【詳解】(1)對ab棒，由動量定理得ab棒與cd棒碰撞過程，取向右方向為正，對系統(tǒng)由動量守恒定律得由系統(tǒng)機械能守恒定律得解得，(2)由安培力公式可得對cd棒進入磁場過程，由動量定理得設導體棒cd進出磁場時回路磁通量變化量為以上幾式聯(lián)立可得。
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