高考黃岡中學(xué)物理沖刺講解練習(xí)題預(yù)測(cè)題第-資料下載頁(yè)
2025-06-07 23:40本頁(yè)面
【正文】 是木塊的底面積的2倍，故不可忽略木塊壓入水中所引起的水深變化．如圖2－7丁所示，木塊到達(dá)容器底部時(shí)，水面上升a，相當(dāng)于木塊末狀態(tài)位置的水填充至木塊原浸入水中的空間和升高的水面處平面，故這一過(guò)程中水的勢(shì)能的變化量為：圖2－7丁ΔE水′＝mga＋mg(2a－＋)＝mga木塊的勢(shì)能的變化量ΔE木′＝－mga根據(jù)功能原理，壓力F做的功為：W′＝ΔE水′＋ΔE木′＝mga．方法二：(1)水池的面積很大，可忽略因木塊壓入水中引起的水深變化．當(dāng)木塊浮在水面上時(shí)重力與浮力的大小相等；當(dāng)木塊剛沒(méi)入水中時(shí)，浮力的大小等于重力的2倍，故所需的壓力隨下壓位移的變化圖象如圖2－7戊所示．圖2－7戊故WF＝mg＝mga．(2)隨著木塊的下沉水面緩慢上升，木塊剛好完全沒(méi)入水中時(shí)，水面上升的高度，此時(shí)木塊受到的浮力的大小等于重力的2倍．此后，木塊再下沉a的距離即沉至容器底部，故木塊下沉的整個(gè)過(guò)程中壓力的大小隨位移的變化圖象如圖2－7己所示圖2－7己故WF′＝mg＋mga＝mga．[答案] (1)mga (2)mga【點(diǎn)評(píng)】①通過(guò)兩種方法對(duì)比，深刻理解功能關(guān)系．②根據(jù)功的定義計(jì)算在小容器中下壓木塊時(shí)，嚴(yán)格的講還要說(shuō)明在0～的位移段壓力也是線性增大的．3．導(dǎo)體克服安培力做的功等于(切割磁感線引起的)電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)化的電能．●例7 如圖2－8所示，豎直放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距L，在M點(diǎn)和P點(diǎn)間接有一個(gè)阻值為R的電阻，在兩導(dǎo)軌間的矩形區(qū)域OO1O1′O′內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面向里、寬為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．一質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒ab垂直地?cái)R在導(dǎo)軌上，與磁場(chǎng)的上邊界相距d0．現(xiàn)使ab棒由靜止開始釋放，棒ab在離開磁場(chǎng)前已經(jīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)(棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好接觸且下落過(guò)程中始終保持水平，導(dǎo)軌的電阻不計(jì))．圖2－8(1)求棒ab離開磁場(chǎng)的下邊界時(shí)的速度大?。?2)求棒ab在通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)的過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱．(3)試分析討論棒ab在磁場(chǎng)中可能出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)情況．【解析】(1)設(shè)棒ab離開磁場(chǎng)的邊界前做勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E＝BLv電路中的電流I＝對(duì)棒ab，由平衡條件得：mg－BIL＝0解得：v＝．(2)設(shè)整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q，由能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律可得：mg(d0＋d)＝Q＋mv2解得：Q＝mg(d0＋d)－故Qab＝[mg(d0＋d)－]．(3)設(shè)棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v0，由mgd0＝mv02解得：v0＝棒在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度v＝，則①當(dāng)v0＝v，即d0＝時(shí)，棒進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)；②當(dāng)v0＜v，即d0＜時(shí)，棒進(jìn)入磁場(chǎng)后先做加速運(yùn)動(dòng)，后做勻速直線運(yùn)動(dòng)；③當(dāng)v0＞v，即d0＞時(shí)，棒進(jìn)入磁場(chǎng)后先做減速運(yùn)動(dòng)，后做勻速直線運(yùn)動(dòng)．[答案] (1)(2)[mg(d0＋d)－](3)①當(dāng)v0＝v，即d0＝時(shí)，棒進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)；②當(dāng)v0＜v，即d0＜時(shí)，棒進(jìn)入磁場(chǎng)后先做加速運(yùn)動(dòng)，后做勻速直線運(yùn)動(dòng)；③當(dāng)v0＞v，即d0＞時(shí)，棒進(jìn)入磁場(chǎng)后先做減速運(yùn)動(dòng)，后做勻速直線運(yùn)動(dòng)．【點(diǎn)評(píng)】①計(jì)算轉(zhuǎn)化的電能時(shí)，也可應(yīng)用動(dòng)能定理：mg(d0＋d)－W安＝mv2－0，其中W安＝E電＝Q．②對(duì)于電磁感應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的問(wèn)題，在以后的《感應(yīng)電路》專題中還會(huì)作更深入的探討．五、多次相互作用或含多個(gè)物體的系統(tǒng)的動(dòng)量、功能問(wèn)題●例8 如圖2－9所示，在光滑水平面上有一質(zhì)量為M的長(zhǎng)木板，長(zhǎng)木板上有一質(zhì)量為m的小物塊，它與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ．開始時(shí)，長(zhǎng)木板與小物塊均靠在與水平面垂直的固定擋板處，某時(shí)刻它們以共同的速度v0向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)長(zhǎng)木板與右邊的固定豎直擋板碰撞后，其速度的大小不變、方向相反，以后每次的碰撞均如此．設(shè)左右擋板之間的距離足夠長(zhǎng)，且M＞m．圖2－9(1)要想物塊不從長(zhǎng)木板上落下，則長(zhǎng)木板的長(zhǎng)度L應(yīng)滿足什么條件？(2)若上述條件滿足，且M＝2 kg，m＝1 kg，v0＝10 m/s，求整個(gè)系統(tǒng)在第5次碰撞前損失的所有機(jī)械能．【解析】(1)設(shè)第1次碰撞后小物塊與長(zhǎng)木板共同運(yùn)動(dòng)的速度為v1，第n次碰撞后小物塊與長(zhǎng)木板共同運(yùn)動(dòng)的速度為vn．每次碰撞后，由于兩擋板的距離足夠長(zhǎng)，物塊與長(zhǎng)木板都能達(dá)到相對(duì)靜止，第1次若不能掉下，往后每次相對(duì)滑動(dòng)的距離會(huì)越來(lái)越小，更不可能掉下．由動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律有：(M－m)v0＝(M＋m)v1μmgs＝(m＋M)v02－(M＋m)v12解得：s＝故L應(yīng)滿足的條件是：L≥s＝．(2)第2次碰撞前有：(M－m)v0＝(M＋m)v1第3次碰撞前有：(M－m)v1＝(M＋m)v2第n次碰撞前有：(M－m)vn－2＝(M＋m)vn－1所以vn－1＝()n－1v0故第5次碰撞前有：v4＝()4v0故第5次碰撞前損失的總機(jī)械能為：ΔE＝(M＋m)v02－(M＋m)v42代入數(shù)據(jù)解得：ΔE＝ J．[答案] (1)L≥ (2) J【點(diǎn)評(píng)】在復(fù)雜的多過(guò)程問(wèn)題上，歸納法和演繹法常常大有作為．
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