高考黃岡中學物理沖刺講解練習題預測題第-資料下載頁
2025-06-07 23:40本頁面
【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，木塊到達容器底部時，水面上升a，相當于木塊末狀態(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，故這一過程中水的勢能的變化量為：圖2－7丁ΔE水′＝mga＋mg(2a－＋)＝mga木塊的勢能的變化量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．當木塊浮在水面上時重力與浮力的大小相等；當木塊剛沒入水中時，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，木塊剛好完全沒入水中時，水面上升的高度，此時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，故木塊下沉的整個過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【點評】①通過兩種方法對比，深刻理解功能關系．②根據(jù)功的定義計算在小容器中下壓木塊時，嚴格的講還要說明在0～的位移段壓力也是線性增大的．3．導體克服安培力做的功等于(切割磁感線引起的)電磁感應轉化的電能．●例7 如圖2－8所示，豎直放置的光滑平行金屬導軌MN、PQ相距L，在M點和P點間接有一個阻值為R的電阻，在兩導軌間的矩形區(qū)域OO1O1′O′內(nèi)有垂直導軌平面向里、寬為d的勻強磁場，磁感應強度為B．一質(zhì)量為m、電阻為r的導體棒ab垂直地擱在導軌上，與磁場的上邊界相距d0．現(xiàn)使ab棒由靜止開始釋放，棒ab在離開磁場前已經(jīng)做勻速直線運動(棒ab與導軌始終保持良好接觸且下落過程中始終保持水平，導軌的電阻不計)．圖2－8(1)求棒ab離開磁場的下邊界時的速度大?。?2)求棒ab在通過磁場區(qū)的過程中產(chǎn)生的焦耳熱．(3)試分析討論棒ab在磁場中可能出現(xiàn)的運動情況．【解析】(1)設棒ab離開磁場的邊界前做勻速運動的速度為v，產(chǎn)生的感應電動勢為：E＝BLv電路中的電流I＝對棒ab，由平衡條件得：mg－BIL＝0解得：v＝．(2)設整個回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q，由能量的轉化和守恒定律可得：mg(d0＋d)＝Q＋mv2解得：Q＝mg(d0＋d)－故Qab＝[mg(d0＋d)－]．(3)設棒剛進入磁場時的速度為v0，由mgd0＝mv02解得：v0＝棒在磁場中勻速運動時的速度v＝，則①當v0＝v，即d0＝時，棒進入磁場后做勻速直線運動；②當v0＜v，即d0＜時，棒進入磁場后先做加速運動，后做勻速直線運動；③當v0＞v，即d0＞時，棒進入磁場后先做減速運動，后做勻速直線運動．[答案] (1)(2)[mg(d0＋d)－](3)①當v0＝v，即d0＝時，棒進入磁場后做勻速直線運動；②當v0＜v，即d0＜時，棒進入磁場后先做加速運動，后做勻速直線運動；③當v0＞v，即d0＞時，棒進入磁場后先做減速運動，后做勻速直線運動．【點評】①計算轉化的電能時，也可應用動能定理：mg(d0＋d)－W安＝mv2－0，其中W安＝E電＝Q．②對于電磁感應中能量轉化的問題，在以后的《感應電路》專題中還會作更深入的探討．五、多次相互作用或含多個物體的系統(tǒng)的動量、功能問題●例8 如圖2－9所示，在光滑水平面上有一質(zhì)量為M的長木板，長木板上有一質(zhì)量為m的小物塊，它與長木板間的動摩擦因數(shù)為μ．開始時，長木板與小物塊均靠在與水平面垂直的固定擋板處，某時刻它們以共同的速度v0向右運動，當長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．設左右擋板之間的距離足夠長，且M＞m．圖2－9(1)要想物塊不從長木板上落下，則長木板的長度L應滿足什么條件？(2)若上述條件滿足，且M＝2 kg，m＝1 kg，v0＝10 m/s，求整個系統(tǒng)在第5次碰撞前損失的所有機械能．【解析】(1)設第1次碰撞后小物塊與長木板共同運動的速度為v1，第n次碰撞后小物塊與長木板共同運動的速度為vn．每次碰撞后，由于兩擋板的距離足夠長，物塊與長木板都能達到相對靜止，第1次若不能掉下，往后每次相對滑動的距離會越來越小，更不可能掉下．由動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【點評】在復雜的多過程問題上，歸納法和演繹法常常大有作為．
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