高三物理力學(xué)綜合題(編輯修改稿)
2024-12-18 18:51 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 滑動摩擦力作用下做勻加速運動 ， 設(shè)這段路程為 s， 所用時間為 t， 加速度為 a， 則對小箱有： S =1/2at2 v0 =at 在這段時間內(nèi)，傳送帶運動的路程為： S0 =v0 t 由以上可得： S0 =2S 用 f 表示小箱與傳送帶之間的滑動摩擦力，則傳送帶對小箱做功為 A＝ f S＝ 1/2mv02 傳送帶克服小箱對它的摩擦力做功 A0＝ f S0＝ 2 1/2mv02 兩者之差就是摩擦力做功發(fā)出的熱量 Q＝ 1/2mv02 [也可直接根據(jù)摩擦生熱 Q= f △ S= f（ S0 S）計算 ] 題目 可見 ， 在小箱加速運動過程中 ， 小箱獲得的動能與發(fā)熱量相等 . Q＝ 1/2mv02 T時間內(nèi)，電動機輸出的功為： W=PT 此功用于增加小箱的動能、勢能以及克服摩擦力發(fā)熱，即： W=N [ 1/2mv02+mgh+Q ]= N [ mv02+mgh] 已知相鄰兩小箱的距離為 L，所以： v0T＝ NL v0＝ NL / T 聯(lián)立，得： 題目 04年江蘇高考15 (15分 )如圖所示 ， 半徑為 R、 圓心為 O的大圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi) ， 兩個輕質(zhì)小圓環(huán)套在大圓環(huán)上 ． 一根輕質(zhì)長繩穿過兩個小圓環(huán) ， 它的兩端都系上質(zhì)量為 m的重物 ， 忽略小圓環(huán)的大小 。 （ 1） 將兩個小圓環(huán)固定在大圓環(huán)豎直對稱軸的兩側(cè)θ=30176。 的位置上 (如圖 )． 在兩個小圓環(huán)間繩子的中點 C處 ， 掛上一個質(zhì)量 M= m的重物 ， 使兩個小圓環(huán)間的繩子水平 ， 然后無初速釋放重物 M． 設(shè)繩子與大 、 小圓環(huán)間的摩擦均可忽略 ， 求重物 M下降的最大距離 ． （ 2） 若不掛重物 M． 小圓環(huán)可以在大圓環(huán)上自由移動 ，且繩子與大 、 小圓環(huán)間及大 、 小 圓環(huán)之間的摩擦均可以忽略 ， 問 兩個小圓環(huán)分別在哪些位置時 ， 系統(tǒng)可處于平衡狀態(tài) ? O θ θ R m m C O θ θ R m m C (1)重物向下先做加速運動 ， 后做減速運動 ， 當(dāng)重物速度 為零時 ， 下降的距離最大 ． 設(shè)下降的最大距離為 h ， 由機械能守恒定律得 解得 （ 另解 h=0舍去 ） (2)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)時 ， 兩小環(huán)的可能位置為 a．兩小環(huán)同時位于大圓環(huán)的底端． b．兩小環(huán)同時位于大圓環(huán)的頂端． c．兩小環(huán)一個位于大圓環(huán)的頂端， 另一個位于大圓環(huán)的底端． d. 見下頁 題目 下頁 O m m C d．除上述三種情況外，根據(jù)對稱性可知，系統(tǒng)如能平衡，則兩小圓環(huán)的位置一定關(guān)于大圓環(huán)豎直對稱軸對稱．設(shè)平衡時，兩小圓環(huán)在大圓環(huán)豎直對稱軸兩側(cè) α角的位置上 (如圖所示 )． 對于重物，受繩子拉力與重力作用， 有 T=mg mg T 對于小圓環(huán) ， 受到三個力的作用 ， 水平繩的拉力 T、 豎直繩子的拉力 T、 大圓環(huán)的支持力 N. T T N 兩繩子的拉力沿大圓環(huán)切向的分力大小相等，方向相反 得 α=α′, 而 α+α′=90176。 ， 所以 α=45 176。 題目 上頁 04年江蘇高考 16 16. (15分 )如圖所示 ， 聲源 S和觀察者 A都沿 x軸正方向運動 ， 相對于地面的速率分別為 vs 和 vA ． 空氣中聲音傳播的速率為 vp ,設(shè) vs vp , vA vp ,空氣相對于地面沒有流動 ． （ 1） 若聲源相繼發(fā)出兩個聲信號 ． 時間間隔為 Δt,請根據(jù)發(fā)出的這兩個聲信號從聲源傳播到觀察者的過程 ． 確定觀察者接收到這兩個聲信號的時間間隔 Δt ′． （ 2） 請利用 (1)的結(jié)果 ， 推導(dǎo)此情形下觀察者接收到的聲波頻率與聲源發(fā)出的聲波頻率間 的關(guān)系式． S vA vs x A 解： （ 1） 設(shè) t t2為聲源 S發(fā)出兩個信號的時刻 ， 、 為觀察者接收到兩個信號的時刻 。 則第一個信號經(jīng)過（ － t1）時間被觀察者 A接收到， 第二個信號經(jīng)過（ － t2）時間被觀察者 A接收到。 且 t2－ t1 = △ t 設(shè)聲源發(fā)出第一個信號時， S、 A兩點間的距離為 L，兩個聲信號從聲源傳播到觀察者的 過程中，它們運動的距離關(guān)系 如圖所示，可得 S vp(t1′ t1) A L t1 t1 t1′ vA (t1′ t1) S vp(t2′ t2) A L t1 t1 t2′ vA (t2′ t1) t2 vsΔt 由以上各式 ， 得 題目 下頁 （ 2） 設(shè)聲源發(fā)出聲波的振動周期為 T， 這樣 ， 由以上結(jié)論 ， 觀察者接收到的聲波振動的周期 T為 由此可得，觀察者接收到的聲波頻率與聲源發(fā)出聲波頻率間的關(guān)系為 題目 上頁 04年江蘇高考 18 (16分 )一個質(zhì)量為 M的雪橇靜止在水平雪地上 ， 一條質(zhì)量為 m的愛斯基摩狗站在該雪橇上 ． 狗向雪橇的正后方跳下 ， 隨后又追趕并向前跳上雪橇；其后狗又反復(fù)地跳下 、 追趕并跳上雪橇 ， 狗與雪橇始終沿一條直線運動 ． 若狗跳離雪橇?xí)r雪橇的速度為 V， 則此時狗相對于地面的速度為 V+u(其中 u為狗相對于雪橇的速度 ， V+u為代數(shù)和 ． 若以雪橇運動的方向為正方向 ， 則 V為正值 ， u為負(fù)值 )． 設(shè)狗總以速度v追趕和跳上雪橇 ， 雪橇與雪地間的摩擦忽略不計 ． 已知 v 的大小為 5m/s， u的大小為
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