高中物理常見的物理模型與分析報(bào)告

1、. .PAGE28 / NUMPAGES28高三物理總復(fù)習(xí)專題高中物理常見的物理模型方法概述高考命題以考試大綱為依據(jù)，考查學(xué)生對(duì)高中物理知識(shí)的掌握情況，體現(xiàn)了“知識(shí)與技能、過程與方法并重”的高中物理學(xué)習(xí)思想每年各地的高考題為了避免雷同而千變?nèi)f化、多姿多彩，但又總有一些共性，這些共性可粗略地總結(jié)如下：(1)選擇題中一般都包含34道關(guān)于振動(dòng)與波、原子物理、光學(xué)、熱學(xué)的試題(2)實(shí)驗(yàn)題以考查電路、電學(xué)測(cè)量為主，兩道實(shí)驗(yàn)小題中出一道較新穎的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)題的可能性較大(3)試卷中下列常見的物理模型出現(xiàn)的概率較大：斜面問題、疊加體模型(包含子彈射入)、帶電粒子的加速與偏轉(zhuǎn)、天體問題(圓周運(yùn)動(dòng))、輕繩(輕桿)

2、連接體模型、傳送帶問題、含彈簧的連接體模型高考中常出現(xiàn)的物理模型中，有些問題在高考中變化較大，或者在前面專題中已有較全面的論述，在這里就不再論述和例舉斜面問題、疊加體模型、含彈簧的連接體模型等在高考中的地位特別重要，本專題就這幾類模型進(jìn)行歸納總結(jié)和強(qiáng)化訓(xùn)練；傳送帶問題在高考中出現(xiàn)的概率也較大，而且解題思路獨(dú)特，本專題也略加論述熱點(diǎn)、重點(diǎn)、難點(diǎn)一、斜面問題在每年各地的高考卷中幾乎都有關(guān)于斜面模型的試題如2009年高考全國(guó)理綜卷第25題、理綜卷第18題、理綜卷第1題、物理卷第22題等，2008年高考全國(guó)理綜卷第14題、全國(guó)理綜卷第16題、理綜卷第20題、物理卷第7題和第15題等在前面的復(fù)習(xí)中，我們

3、對(duì)這一模型的例舉和訓(xùn)練也比較多，遇到這類問題時(shí)，以下結(jié)論可以幫助大家更好、更快地理清解題思路和選擇解題方法1自由釋放的滑塊能在斜面上(如圖91 甲所示)勻速下滑時(shí)，m與M之間的動(dòng)摩擦因數(shù)gtan 圖91甲2自由釋放的滑塊在斜面上(如圖91 甲所示)：(1)靜止或勻速下滑時(shí)，斜面M對(duì)水平地面的靜摩擦力為零；(2)加速下滑時(shí)，斜面對(duì)水平地面的靜摩擦力水平向右；(3)減速下滑時(shí)，斜面對(duì)水平地面的靜摩擦力水平向左3自由釋放的滑塊在斜面上(如圖91乙所示)勻速下滑時(shí)，M對(duì)水平地面的靜摩擦力為零，這一過程中再在m上加上任何方向的作用力，(在m停止前)M對(duì)水平地面的靜摩擦力依然為零(見一輪書中的方法概述)圖

4、91乙4懸掛有物體的小車在斜面上滑行(如圖92所示)：圖92(1)向下的加速度agsin 時(shí)，懸繩穩(wěn)定時(shí)將垂直于斜面；(2)向下的加速度agsin 時(shí)，懸繩穩(wěn)定時(shí)將偏離垂直方向向上；(3)向下的加速度agsin 時(shí)，懸繩將偏離垂直方向向下5在傾角為的斜面上以速度v0平拋一小球(如圖93所示)：圖93(1)落到斜面上的時(shí)間teq f(2v0tan ,g)；(2)落到斜面上時(shí)，速度的方向與水平方向的夾角恒定，且tan 2tan ，與初速度無關(guān)；(3)經(jīng)過tceq f(v0tan ,g) 小球距斜面最遠(yuǎn)，最大距離deq f(v0sin )2,2gcos )6如圖94所示，當(dāng)整體有向右的加速度agta

5、n 時(shí)，m能在斜面上保持相對(duì)靜止圖947在如圖95所示的物理模型中，當(dāng)回路的總電阻恒定、導(dǎo)軌光滑時(shí)，ab棒所能達(dá)到的穩(wěn)定速度vmeq f(mgRsin ,B2L2)圖958如圖96所示，當(dāng)各接觸面均光滑時(shí)，在小球從斜面頂端滑下的過程中，斜面后退的位移seq f(m,mM)L圖96例1有一些問題你可能不會(huì)求解，但是你仍有可能對(duì)這些問題的解是否合理進(jìn)行分析和判斷例如從解的物理量單位，解隨某些已知量變化的趨勢(shì)，解在一些特殊條件下的結(jié)果等方面進(jìn)行分析，并與預(yù)期結(jié)果、實(shí)驗(yàn)結(jié)論等進(jìn)行比較，從而判斷解的合理性或正確性舉例如下：如圖97甲所示，質(zhì)量為M、傾角為的滑塊A放于水平地面上把質(zhì)量為m的滑塊B放在A的斜

6、面上忽略一切摩擦，有人求得B相對(duì)地面的加速度aeq f(Mm,Mmsin2)gsin ，式中g(shù)為重力加速度圖97甲對(duì)于上述解，某同學(xué)首先分析了等號(hào)右側(cè)的量的單位，沒發(fā)現(xiàn)問題他進(jìn)一步利用特殊條件對(duì)該解做了如下四項(xiàng)分析和判斷，所得結(jié)論都是“解可能是對(duì)的”但是，其中有一項(xiàng)是錯(cuò)誤的，請(qǐng)你指出該項(xiàng)2008年高考理綜卷()A當(dāng)0時(shí)，該解給出a0，這符合常識(shí)，說明該解可能是對(duì)的B當(dāng)90時(shí)，該解給出ag，這符合實(shí)驗(yàn)結(jié)論，說明該解可能是對(duì)的C當(dāng)Mm時(shí)，該解給出agsin ，這符合預(yù)期的結(jié)果，說明該解可能是對(duì)的D當(dāng)mM時(shí)，該解給出aeq f(g,sin )，這符合預(yù)期的結(jié)果，說明該解可能是對(duì)的解析當(dāng)A固定時(shí)，很容

7、易得出agsin ；當(dāng)A置于光滑的水平面時(shí)，B加速下滑的同時(shí)A向左加速運(yùn)動(dòng)，B不會(huì)沿斜面方向下滑，難以求出運(yùn)動(dòng)的加速度圖97乙設(shè)滑塊A的底邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，當(dāng)B滑下時(shí)A向左移動(dòng)的距離為x，由動(dòng)量守恒定律得：Meq f(x,t)meq f(Lx,t)解得：xeq f(mL,Mm)當(dāng)mM時(shí)，xL，即B水平方向的位移趨于零，B趨于自由落體運(yùn)動(dòng)且加速度ag選項(xiàng)D中，當(dāng)mM時(shí)，aeq f(g,sin )g顯然不可能答案D點(diǎn)評(píng)本例中，若m、M、L有具體數(shù)值，可假設(shè)B下滑至底端時(shí)速度v1的水平、豎直分量分別為v1x、v1y，則有：eq f(v1y,v1x)eq f(h,Lx)eq f(Mm)h,ML)eq f(1,

8、2)mv1x2eq f(1,2)mv1y2eq f(1,2)Mv22mghmv1xMv2解方程組即可得v1x、v1y、v1以與v1的方向和m下滑過程中相對(duì)地面的加速度例2在傾角為的光滑斜面上，存在著兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小一樣的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其方向一個(gè)垂直于斜面向上，一個(gè)垂直于斜面向下(如圖98甲所示)，它們的寬度均為L(zhǎng)一個(gè)質(zhì)量為m、邊長(zhǎng)也為L(zhǎng)的正方形線框以速度v進(jìn)入上部磁場(chǎng)時(shí)，恰好做勻速運(yùn)動(dòng)圖98甲(1)當(dāng)ab邊剛越過邊界ff時(shí)，線框的加速度為多大，方向如何？(2)當(dāng)ab邊到達(dá)gg與ff的正中間位置時(shí)，線框又恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，則線框從開始進(jìn)入上部磁場(chǎng)到ab邊到達(dá)gg與ff的正中間位置的過程中，線框中產(chǎn)生

9、的焦耳熱為多少？(線框的ab邊在運(yùn)動(dòng)過程中始終與磁場(chǎng)邊界平行，不計(jì)摩擦阻力)解析(1)當(dāng)線框的ab邊從高處剛進(jìn)入上部磁場(chǎng)(如圖98 乙中的位置所示)時(shí)，線框恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，則有：mgsin BI1L此時(shí)I1eq f(BLv,R)當(dāng)線框的ab邊剛好越過邊界ff(如圖98乙中的位置所示)時(shí)，由于線框從位置到位置始終做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)將ab邊與cd邊切割磁感線所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)同向疊加，回路中電流的大小等于2I1故線框的加速度大小為：圖98乙aeq f(4BI1Lmgsin ,m)3gsin ，方向沿斜面向上(2)而當(dāng)線框的ab邊到達(dá)gg與ff的正中間位置(如圖98 乙中的位置所示)時(shí)，線框又恰好做勻

10、速運(yùn)動(dòng)，說明mgsin 4BI2L故I2eq f(1,4)I1由I1eq f(BLv,R)可知，此時(shí)veq f(1,4)v從位置到位置，線框的重力勢(shì)能減少了eq f(3,2)mgLsin 動(dòng)能減少了eq f(1,2)mv2eq f(1,2)m(eq f(v,4)2eq f(15,32)mv2由于線框減少的機(jī)械能全部經(jīng)電能轉(zhuǎn)化為焦耳熱，因此有：Qeq f(3,2)mgLsin eq f(15,32)mv2答案(1)3gsin ，方向沿斜面向上(2)eq f(3,2)mgLsin eq f(15,32)mv2點(diǎn)評(píng)導(dǎo)線在恒力作用下做切割磁感線運(yùn)動(dòng)是高中物理中一類常見題型，需要熟練掌握各種情況下求平衡

11、速度的方法二、疊加體模型疊加體模型在歷年的高考中頻繁出現(xiàn)，一般需求解它們之間的摩擦力、相對(duì)滑動(dòng)路程、摩擦生熱、多次作用后的速度變化等，另外廣義的疊加體模型可以有許多變化，涉與的問題更多如2009年高考理綜卷第10題、理綜卷第20題、理綜卷第24題，2008年高考全國(guó)理綜卷 的第15題、理綜卷第24題、物理卷第6題、延考區(qū)理綜卷第25題等疊加體模型有較多的變化，解題時(shí)往往需要進(jìn)行綜合分析(前面相關(guān)例題、練習(xí)較多)，下列兩個(gè)典型的情境和結(jié)論需要熟記和靈活運(yùn)用1疊放的長(zhǎng)方體物塊A、B在光滑的水平面上勻速運(yùn)動(dòng)或在光滑的斜面上自由釋放后變速運(yùn)動(dòng)的過程中(如圖99所示)，A、B之間無摩擦力作用圖992如圖

12、910所示，一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做的總功一定為負(fù)值，其絕對(duì)值等于摩擦力乘以相對(duì)滑動(dòng)的總路程或等于摩擦產(chǎn)生的熱量，與單個(gè)物體的位移無關(guān)，即Q摩fs相圖910例3質(zhì)量為M的均勻木塊靜止在光滑的水平面上，木塊左右兩側(cè)各有一位拿著完全一樣的步槍和子彈的射擊手首先左側(cè)的射擊手開槍，子彈水平射入木塊的最大深度為d1，然后右側(cè)的射擊手開槍，子彈水平射入木塊的最大深度為d2，如圖911所示設(shè)子彈均未射穿木塊，且兩子彈與木塊之間的作用力大小均一樣當(dāng)兩顆子彈均相對(duì)木塊靜止時(shí)，下列說確的是(注：屬于選修35模塊)()圖911A最終木塊靜止，d1d2B最終木塊向右運(yùn)動(dòng)，d1d2C最終木塊靜止，d1d2解析木塊和射出后的左右

13、兩子彈組成的系統(tǒng)水平方向不受外力作用，設(shè)子彈的質(zhì)量為m，由動(dòng)量守恒定律得：mv0mv0(M2m)v解得：v0，即最終木塊靜止設(shè)左側(cè)子彈射入木塊后的共同速度為v1，有：mv0(mM)v1Q1fd1eq f(1,2)mv02eq f(1,2)(mM)v12解得：d1eq f(mMv02,2(mM)f)對(duì)右側(cè)子彈射入的過程，由功能原理得：Q2fd2eq f(1,2)mv02eq f(1,2)(mM)v120解得：d2eq f(2m2mM)v02,2(mM)f)即d1d2答案C點(diǎn)評(píng)摩擦生熱公式可稱之為“功能關(guān)系”或“功能原理”的公式，但不能稱之為“動(dòng)能定理”的公式，它是由動(dòng)能定理的關(guān)系式推導(dǎo)得出的二級(jí)

14、結(jié)論三、含彈簧的物理模型縱觀歷年的高考試題，和彈簧有關(guān)的物理試題占有相當(dāng)大的比重高考命題者常以彈簧為載體設(shè)計(jì)出各類試題，這類試題涉與靜力學(xué)問題、動(dòng)力學(xué)問題、動(dòng)量守恒和能量守恒問題、振動(dòng)問題、功能問題等，幾乎貫穿了整個(gè)力學(xué)的知識(shí)體系為了幫助同學(xué)們掌握這類試題的分析方法，現(xiàn)將有關(guān)彈簧問題分類進(jìn)行剖析對(duì)于彈簧，從受力角度看，彈簧上的彈力是變力；從能量角度看，彈簧是個(gè)儲(chǔ)能元件因此，彈簧問題能很好地考查學(xué)生的綜合分析能力，故備受高考命題老師的青睞如2009年高考理綜卷第21題、理綜卷第22題、理綜卷第24題，2008年高考理綜卷第22題、理綜卷第16題和第22題、延考區(qū)理綜卷第14題等題目類型有：靜力學(xué)

15、中的彈簧問題，動(dòng)力學(xué)中的彈簧問題，與動(dòng)量和能量有關(guān)的彈簧問題1靜力學(xué)中的彈簧問題(1)胡克定律：Fkx，F(xiàn)kx(2)對(duì)彈簧秤的兩端施加(沿軸線方向)大小不同的拉力，彈簧秤的示數(shù)一定等于掛鉤上的拉力例4如圖912甲所示，兩木塊A、B的質(zhì)量分別為m1和m2，兩輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)分別為k1和k2，兩彈簧分別連接A、B，整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)現(xiàn)緩慢向上提木塊A，直到下面的彈簧對(duì)地面的壓力恰好為零，在此過程中A和B的重力勢(shì)能共增加了()圖912甲Aeq f(m1m2)2g2,k1k2)Beq f(m1m2)2g2,2(k1k2)C(m1m2)2g2(eq f(k1k2,k1k2)Deq f(m1m2)2g

16、2,k2)eq f(m1(m1m2)g2,k1)解析取A、B以與它們之間的彈簧組成的整體為研究對(duì)象，則當(dāng)下面的彈簧對(duì)地面的壓力為零時(shí)，向上提A的力F恰好為：F(m1m2)g設(shè)這一過程中上面和下面的彈簧分別伸長(zhǎng)x1、x2，如圖912乙所示，由胡克定律得：圖912乙x1eq f(m1m2)g,k1)，x2eq f(m1m2)g,k2)故A、B增加的重力勢(shì)能共為：Epm1g(x1x2)m2gx2eq f(m1m2)2g2,k2)eq f(m1(m1m2)g2,k1)答案D點(diǎn)評(píng)計(jì)算上面彈簧的伸長(zhǎng)量時(shí)，較多同學(xué)會(huì)先計(jì)算原來的壓縮量，然后計(jì)算后來的伸長(zhǎng)量，再將兩者相加，但不如上面解析中直接運(yùn)用xeq f(

17、F,k)進(jìn)行計(jì)算更快捷方便通過比較可知，重力勢(shì)能的增加并不等于向上提的力所做的功Weq xto(F)x總eq f(m1m2)2g2,2k22)eq f(m1m2)2g2,2k1k2)2動(dòng)力學(xué)中的彈簧問題(1)瞬時(shí)加速度問題(與輕繩、輕桿不同)：一端固定、另一端接有物體的彈簧，形變不會(huì)發(fā)生突變，彈力也不會(huì)發(fā)生突變(2)如圖913所示，將A、B下壓后撤去外力，彈簧在恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)刻B與A開始分離圖913例5一彈簧秤秤盤的質(zhì)量m11.5 kg，盤放一質(zhì)量m210.5 kg的物體P，彈簧的質(zhì)量不計(jì)，其勁度系數(shù)k800 N/m，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖914 所示圖914現(xiàn)給P施加一個(gè)豎直向上的力F，使P

18、從靜止開始向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，已知在最初0.2 sF是變化的，在0.2 s后是恒定的，求F的最大值和最小值(取g10 m/s2)解析初始時(shí)刻彈簧的壓縮量為：x0eq f(m1m2)g,k)0.15 m設(shè)秤盤上升高度x時(shí)P與秤盤分離，分離時(shí)刻有：eq f(k(x0 x)m1g,m1)a又由題意知，對(duì)于00.2 s時(shí)間P的運(yùn)動(dòng)有：eq f(1,2)at2x解得：x0.12 m，a6 m/s2故在平衡位置處，拉力有最小值Fmin(m1m2)a72 N分離時(shí)刻拉力達(dá)到最大值Fmaxm2gm2a168 N答案72 N168 N點(diǎn)評(píng)對(duì)于本例所述的物理過程，要特別注意的是：分離時(shí)刻m1與m2之間的彈力恰好

19、減為零，下一時(shí)刻彈簧的彈力與秤盤的重力使秤盤產(chǎn)生的加速度將小于a，故秤盤與重物分離3與動(dòng)量、能量相關(guān)的彈簧問題與動(dòng)量、能量相關(guān)的彈簧問題在高考試題中出現(xiàn)頻繁，而且常以計(jì)算題出現(xiàn)，在解析過程中以下兩點(diǎn)結(jié)論的應(yīng)用非常重要：(1)彈簧壓縮和伸長(zhǎng)的形變一樣時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能相等；(2)彈簧連接兩個(gè)物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)兩物體的相對(duì)速度最大，彈簧的形變最大時(shí)兩物體的速度相等例6如圖915所示，用輕彈簧將質(zhì)量均為m1 kg的物塊A和B連接起來，將它們固定在空中，彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)，A距地面的高度h10.90 m同時(shí)釋放兩物塊，A與地面碰撞后速度立即變?yōu)榱?，由于B壓縮彈簧后被反彈，使A剛好能離開地面

20、(但不繼續(xù)上升)若將B物塊換為質(zhì)量為2m的物塊C(圖中未畫出)，仍將它與A固定在空中且彈簧處于原長(zhǎng)，從A距地面的高度為h2處同時(shí)釋放，C壓縮彈簧被反彈后，A也剛好能離開地面已知彈簧的勁度系數(shù)k100 N/m，求h2的大小圖915解析設(shè)A物塊落地時(shí)，B物塊的速度為v1，則有：eq f(1,2)mv12mgh1設(shè)A剛好離地時(shí)，彈簧的形變量為x，對(duì)A物塊有：mgkx從A落地后到A剛好離開地面的過程中，對(duì)于A、B與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，則有：eq f(1,2)mv12mgxEp換成C后，設(shè)A落地時(shí)，C的速度為v2，則有：eq f(1,2)2mv222mgh2從A落地后到A剛好離開地面的過程中，A、

21、C與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，則有：eq f(1,2)2mv222mgxEp聯(lián)立解得：h20.5 m答案0.5 m點(diǎn)評(píng)由于高中物理對(duì)彈性勢(shì)能的表達(dá)式不作要求，所以在高考中幾次考查彈簧問題時(shí)都要用到上述結(jié)論“”如2005年高考全國(guó)理綜卷第25題、1997年高考全國(guó)卷第25題等例7用輕彈簧相連的質(zhì)量均為2 kg 的A、B兩物塊都以v6 m/s的速度在光滑的水平地面上運(yùn)動(dòng)，彈簧處于原長(zhǎng)，質(zhì)量為4 kg的物塊C靜止在前方，如圖916 甲所示B與C碰撞后二者粘在一起運(yùn)動(dòng)，則在以后的運(yùn)動(dòng)中：圖916甲(1)當(dāng)彈簧的彈性勢(shì)能最大時(shí)，物體A的速度為多大？(2)彈簧彈性勢(shì)能的最大值是多少？(3)A的速度方向有可

22、能向左嗎？為什么？解析(1)當(dāng)A、B、C三者的速度相等(設(shè)為vA)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能最大，由于A、B、C三者組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，則有：(mAmB)v(mAmBmC)vA解得：vAeq f(22)6,224) m/s3 m/s(2)B、C發(fā)生碰撞時(shí)，B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，設(shè)碰后瞬間B、C兩者的速度為v，則有：mBv(mBmC)v解得：veq f(26,24)2 m/sA的速度為vA時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能最大，設(shè)其值為Ep，根據(jù)能量守恒定律得：Epeq f(1,2)(mBmC)v2eq f(1,2)mAv2eq f(1,2)(mAmBmC)vA212 J(3)方法一A不可能向左運(yùn)動(dòng)根據(jù)系統(tǒng)動(dòng)量守恒有：

23、(mAmB)vmAvA(mBmC)vB設(shè)A向左，則vA0，vB4 m/s則B、C發(fā)生碰撞后，A、B、C三者的動(dòng)能之和為：Eeq f(1,2)mAveq oal(2,A)eq f(1,2)(mBmC)veq oal(2,B)eq f(1,2)(mBmC)veq oal(2,B)48 J實(shí)際上系統(tǒng)的機(jī)械能為：EEpeq f(1,2)(mAmBmC)vA212 J36 J48 J根據(jù)能量守恒定律可知，EE是不可能的，所以A不可能向左運(yùn)動(dòng)方法二B、C碰撞后系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)可以看做整體向右勻速運(yùn)動(dòng)與A、B和C相對(duì)振動(dòng)的合成(即相當(dāng)于在勻速運(yùn)動(dòng)的車廂中兩物塊相對(duì)振動(dòng))由(1)知整體勻速運(yùn)動(dòng)的速度v0vA3 m/

24、s圖916乙取以v03 m/s勻速運(yùn)動(dòng)的物體為參考系，可知彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，A、B和C相對(duì)振動(dòng)的速率最大，分別為：vAOvv03 m/svBO|vv0|1 m/s由此可畫出A、B、C的速度隨時(shí)間變化的圖象如圖916乙所示，故A不可能有向左運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻答案(1)3 m/s(2)12 J(3)不可能，理由略點(diǎn)評(píng)要清晰地想象、理解研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)過程：相當(dāng)于在以3 m/s勻速行駛的車廂，A、B和C做相對(duì)彈簧上某點(diǎn)的簡(jiǎn)諧振動(dòng)，振動(dòng)的最大速率分別為3 m/s、1 m/s當(dāng)彈簧由壓縮恢復(fù)至原長(zhǎng)時(shí)，A最有可能向左運(yùn)動(dòng)，但此時(shí)A的速度為零例8探究某種筆的彈跳問題時(shí)，把筆分為輕質(zhì)彈簧、芯和外殼三部分，其中芯和外殼質(zhì)量

25、分別為m和4m筆的彈跳過程分為三個(gè)階段：圖917把筆豎直倒立于水平硬桌面，下壓外殼使其下端接觸桌面(如圖917甲所示)；由靜止釋放，外殼豎直上升到下端距桌面高度為h1時(shí)，與靜止的芯碰撞(如圖917乙所示)；碰后，芯與外殼以共同的速度一起上升到外殼下端距桌面最大高度為h2處(如圖917丙所示)設(shè)芯與外殼的撞擊力遠(yuǎn)大于筆所受重力，不計(jì)摩擦與空氣阻力，重力加速度為g求：(1)外殼與芯碰撞后瞬間的共同速度大小(2)從外殼離開桌面到碰撞前瞬間，彈簧做的功(3)從外殼下端離開桌面到上升至h2處，筆損失的機(jī)械能2009年高考理綜卷解析設(shè)外殼上升到h1時(shí)速度的大小為v1，外殼與芯碰撞后瞬間的共同速度大小為v2

26、(1)對(duì)外殼和芯，從撞后達(dá)到共同速度到上升至h2處，由動(dòng)能定理得：(4mm)g(h2h1)eq f(1,2)(4mm)veq oal(2,2)0解得：v2eq r(2g(h2h1)(2)外殼與芯在碰撞過程中動(dòng)量守恒，即：4mv1(4mm)v2將v2代入得：v1eq f(5,4)eq r(2g(h2h1)設(shè)彈簧做的功為W，對(duì)外殼應(yīng)用動(dòng)能定理有：W4mgh1eq f(1,2)4mveq oal(2,1)將v1代入得：Weq f(1,4)mg(25h29h1)(3)由于外殼和芯達(dá)到共同速度后上升至高度h2的過程中機(jī)械能守恒，只有在外殼和芯的碰撞中有能量損失，損失的能量E損eq f(1,2)4mveq

27、 oal(2,1)eq f(1,2)(4mm)veq oal(2,2)將v1、v2代入得：E損eq f(5,4)mg(h2h1)答案(1)eq r(2g(h2h1)(2)eq f(1,4)mg(25h29h1)(3)eq f(5,4)mg(h2h1)由以上例題可以看出，彈簧類試題的確是培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的物理思維、反映和開發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能的優(yōu)秀試題彈簧與相連物體構(gòu)成的系統(tǒng)所表現(xiàn)出來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化，為學(xué)生充分運(yùn)用物理概念和規(guī)律(牛頓第二定律、動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律、動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律)巧妙解決物理問題、施展自身才華提供了廣闊空間，當(dāng)然也是區(qū)分學(xué)生能力強(qiáng)弱、拉大差距、選拔人才的一種常規(guī)題型因此

28、，彈簧試題也就成為高考物理題中的一類重要的、獨(dú)具特色的考題四、傳送帶問題從1990年以后出版的各種版本的高中物理教科書中均有皮帶傳輸機(jī)的插圖皮帶傳送類問題在現(xiàn)代生產(chǎn)生活中的應(yīng)用非常廣泛這類問題中物體所受的摩擦力的大小和方向、運(yùn)動(dòng)性質(zhì)都具有變化性，涉與力、相對(duì)運(yùn)動(dòng)、能量轉(zhuǎn)化等各方面的知識(shí)，能較好地考查學(xué)生分析物理過程與應(yīng)用物理規(guī)律解答物理問題的能力如2003年高考全國(guó)理綜卷第34題、2005年高考全國(guó)理綜卷第24題等對(duì)于滑塊靜止放在勻速傳動(dòng)的傳送帶上的模型，以下結(jié)論要清楚地理解并熟記：(1)滑塊加速過程的位移等于滑塊與傳送帶相對(duì)滑動(dòng)的距離；(2)對(duì)于水平傳送帶，滑塊加速過程中傳送帶對(duì)其做的功等于

29、這一過程由摩擦產(chǎn)生的熱量，即傳送裝置在這一過程需額外(相對(duì)空載)做的功Wmv22Ek2Q摩例9如圖918甲所示，物塊從光滑曲面上的P點(diǎn)自由滑下，通過粗糙的靜止水平傳送帶后落到地面上的Q點(diǎn)若傳送帶的皮帶輪沿逆時(shí)針方向勻速運(yùn)動(dòng)(使傳送帶隨之運(yùn)動(dòng))，物塊仍從P點(diǎn)自由滑下，則()圖918甲A物塊有可能不落到地面上B物塊仍將落在Q點(diǎn)C物塊將會(huì)落在Q點(diǎn)的左邊D物塊將會(huì)落在Q點(diǎn)的右邊解析如圖918乙所示，設(shè)物塊滑上水平傳送帶上的初速度為v0，物塊與皮帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，則：圖918乙物塊在皮帶上做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小aeq f(mg,m)g物塊滑至傳送帶右端的速度為：veq r(v022gs)物塊滑至傳

30、送帶右端這一過程的時(shí)間可由方程sv0teq f(1,2)gt2解得當(dāng)皮帶向左勻速傳送時(shí)，滑塊在皮帶上的摩擦力也為：fmg物塊在皮帶上做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為：a1eq f(mg,m)g則物塊滑至傳送帶右端的速度veq r(v022gs)v物塊滑至傳送帶右端這一過程的時(shí)間同樣可由方程sv0teq f(1,2)gt2 解得由以上分析可知物塊仍將落在Q點(diǎn)，選項(xiàng)B正確答案B點(diǎn)評(píng)對(duì)于本例應(yīng)深刻理解好以下兩點(diǎn)：滑動(dòng)摩擦力fFN，與相對(duì)滑動(dòng)的速度或接觸面積均無關(guān)；兩次滑行的初速度(都以地面為參考系)相等，加速度相等，故運(yùn)動(dòng)過程完全一樣我們延伸開來思考，物塊在皮帶上的運(yùn)動(dòng)可理解為初速度為v0的物塊受到反方向

31、的大小為mg的力F的作用，與該力的施力物體做什么運(yùn)動(dòng)沒有關(guān)系例10如圖919所示，足夠長(zhǎng)的水平傳送帶始終以v3 m/s的速度向左運(yùn)動(dòng)，傳送帶上有一質(zhì)量M2 kg 的小木盒A，A與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.3開始時(shí)，A與傳送帶之間保持相對(duì)靜止現(xiàn)有兩個(gè)光滑的質(zhì)量均為m1 kg 的小球先后相隔t3 s自傳送帶的左端出發(fā)，以v015 m/s的速度在傳送帶上向右運(yùn)動(dòng)第1個(gè)球與木盒相遇后立即進(jìn)入盒中并與盒保持相對(duì)靜止；第2個(gè)球出發(fā)后歷時(shí)t1eq f(1,3) s才與木盒相遇取g10 m/s2，問：圖919(1)第1個(gè)球與木盒相遇后瞬間，兩者共同運(yùn)動(dòng)的速度為多大？(2)第1個(gè)球出發(fā)后經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間與木盒相遇？

32、(3)在木盒與第1個(gè)球相遇至與第2個(gè)球相遇的過程中，由于木盒與傳送帶間的摩擦而產(chǎn)生的熱量是多少？解析(1)設(shè)第1個(gè)球與木盒相遇后瞬間，兩者共同運(yùn)動(dòng)的速度為v1，根據(jù)動(dòng)量守恒定律得：mv0Mv(mM)v1解得：v13 m/s，方向向右(2)設(shè)第1個(gè)球與木盒的相遇點(diǎn)離傳送帶左端的距離為s，第1個(gè)球經(jīng)過時(shí)間t0與木盒相遇，則有：t0eq f(s,v0)設(shè)第1個(gè)球進(jìn)入木盒后兩者共同運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a，根據(jù)牛頓第二定律得：(mM)g(mM)a解得：ag3 m/s2，方向向左設(shè)木盒減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1，加速到與傳送帶具有一樣的速度的時(shí)間為t2，則：t1t2eq f(v,a)1 s故木盒在2 s的位移為零

33、依題意可知：sv0t1v(tt1t1t2t0)解得：s7.5 m，t00.5 s(3)在木盒與第1個(gè)球相遇至與第2個(gè)球相遇的這一過程中，設(shè)傳送帶的位移為s，木盒的位移為s1，則：sv(tt1t0)8.5 ms1v(tt1t1t2t0)2.5 m故木盒相對(duì)于傳送帶的位移為：sss16 m則木盒與傳送帶間因摩擦而產(chǎn)生的熱量為：Qfs54 J答案(1)3 m/s(2)0.5 s(3)54 J點(diǎn)評(píng)本題解析的關(guān)鍵在于：對(duì)物理過程理解清楚；求相對(duì)路程的方法能力演練一、選擇題(104分)1圖示是原子核的核子平均質(zhì)量與原子序數(shù)Z的關(guān)系圖象，下列說確的是()A若D和E結(jié)合成F，結(jié)合過程中一定會(huì)吸收核能B若D和E

34、結(jié)合成F，結(jié)合過程中一定會(huì)釋放核能C若A分裂成B和C，分裂過程中一定會(huì)吸收核能D若A分裂成B和C，分裂過程中一定會(huì)釋放核能解析D、E結(jié)合成F粒子時(shí)總質(zhì)量減小，核反應(yīng)釋放核能；A分裂成B、C粒子時(shí)，總質(zhì)量減小，核反應(yīng)釋放核能答案BD2單冷型空調(diào)器一般用來降低室溫度，其制冷系統(tǒng)與電冰箱的制冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基本一樣某單冷型空調(diào)器的制冷機(jī)從低溫物體吸收熱量Q2，向高溫物體放出熱量Q1，而外界(壓縮機(jī))必須對(duì)工作物質(zhì)做功W，制冷系數(shù)eq f(Q2,W)設(shè)某一空調(diào)的制冷系數(shù)為4，若制冷機(jī)每天從房間部吸收2.0107 J的熱量，則下列說確的是()AQ1一定等于Q2B空調(diào)的制冷系數(shù)越大越耗能C制冷機(jī)每天放出的熱量Q

35、12.5107 JD制冷機(jī)每天放出的熱量Q15.0106 J解析Q1Q2WQ2，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；越大，從室向外傳遞一樣熱量時(shí)壓縮機(jī)所需做的功(耗電)越小，越節(jié)省能量，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；又Q1Q2eq f(Q2,)2.5107 J，故選項(xiàng)C正確答案C3圖示為一列簡(jiǎn)諧橫波的波形圖象，其中實(shí)線是t10時(shí)刻的波形，虛線是t21.5 s時(shí)的波形，且(t2t1)小于一個(gè)周期由此可判斷()A波長(zhǎng)一定是60 cmB波一定向x軸正方向傳播C波的周期一定是6 sD波速可能是0.1 m/s，也可能是0.3 m/s解析由題圖知60 cm若波向x軸正方向傳播，則可知：波傳播的時(shí)間t1eq f(T,4)，傳播的位移s115 cme

36、q f(,4)故知T6 s，v0.1 m/s若波向x軸負(fù)方向傳播，可知：波傳播的時(shí)間t2eq f(3,4)T，傳播的位移s245 cmeq f(3,4)故知T2 s，v0.3 m/s答案AD4如圖所示，在水平桌面上疊放著質(zhì)量均為M的A、B兩塊木板，在木板A的上面放著一個(gè)質(zhì)量為m的物塊C，木板和物塊均處于靜止?fàn)顟B(tài)A、B、C之間以與B與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)都為若用水平恒力F向右拉動(dòng)木板A，使之從C、B之間抽出來，已知重力加速度為g，則拉力F的大小應(yīng)該滿足的條件是(已知最大靜摩擦力的大小等于滑動(dòng)摩擦力)()AF(2mM)gBF(m2M)gCF2(mM)g DF2mg解析無論F多大，摩擦力都不能使B向

37、右滑動(dòng)，而滑動(dòng)摩擦力能使C產(chǎn)生的最大加速度為g，故eq f(Fmg(mM)g,M)g時(shí)，即F2(mM)g時(shí)A可從B、C之間抽出答案C5如圖所示，一束單色光a射向半球形玻璃磚的球心，在玻璃與空氣的界面MN上同時(shí)發(fā)生反射和折射，b為反射光，c為折射光，它們與法線間的夾角分別為和逐漸增大入射角，下列說法中正確的是()A和兩角同時(shí)增大，始終大于Bb光束的能量逐漸減弱，c光束的能量逐漸加強(qiáng)Cb光在玻璃中的波長(zhǎng)小于b光在空氣中的波長(zhǎng)Db光光子的能量大于c光光子的能量解析三個(gè)角度之間的關(guān)系有：，eq f(sin ,sin )n1，故隨著的增大，、都增大，但是，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，且在全反射前，c光束的能量逐漸減弱，

38、b光束的能量逐漸加強(qiáng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；又由neq f(sin ,sin )eq f(c,v)eq f(,)，b光在玻璃中的波長(zhǎng)小于在空氣中的波長(zhǎng)，但光子的能量不變，選項(xiàng)C正確、D錯(cuò)誤答案C6如圖所示，水平傳送帶以v2 m/s的速度勻速前進(jìn)，上方漏斗中以每秒50 kg的速度把煤粉豎直抖落到傳送帶上，然后一起隨傳送帶運(yùn)動(dòng)如果要使傳送帶保持原來的速度勻速前進(jìn)，則傳送帶的電動(dòng)機(jī)應(yīng)增加的功率為()A100 WB200 WC500 WD無法確定解析漏斗均勻持續(xù)將煤粉抖落在傳送帶上，每秒鐘有50 kg 的煤粉被加速至2 m/s，故每秒鐘傳送帶的電動(dòng)機(jī)應(yīng)多做的功為：WEkQeq f(1,2)mv2fsmv2200

39、 J故傳送帶的電動(dòng)機(jī)應(yīng)增加的功率Peq f(W,t)200 W答案B7如圖所示，一根用絕緣材料制成的輕彈簧，勁度系數(shù)為k，一端固定，另一端與質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球相連，靜止在光滑絕緣水平面上當(dāng)施加水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)E后，小球開始做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，下列關(guān)于小球運(yùn)動(dòng)情況的說法中正確的是()A小球的速度為零時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量為eq f(qE,k)B小球的速度為零時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量為eq f(2qE,k)C運(yùn)動(dòng)過程中，小球和彈簧系統(tǒng)的機(jī)械能守恒D運(yùn)動(dòng)過程中，小球動(dòng)能變化量、彈性勢(shì)能變化量以與電勢(shì)能的變化量之和保持為零解析由題意知，小球位于平衡位置時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量x0eq f(qE,k)，小球速度為零時(shí)彈簧處

40、于原長(zhǎng)或伸長(zhǎng)了2x0eq f(2qE,k)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤、B正確小球做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的過程中彈簧彈力和電場(chǎng)力都做功，機(jī)械能不守恒，動(dòng)能、彈性勢(shì)能、電勢(shì)能的總和保持不變，選項(xiàng)D正確答案BD8如圖所示，將質(zhì)量為m的滑塊放在傾角為的固定斜面上滑塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為若滑塊與斜面之間的最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力大小相等，重力加速度為g，則2009年高考理綜卷()A將滑塊由靜止釋放，如果tan ，滑塊將下滑B給滑塊沿斜面向下的初速度，如果tan ，滑塊將減速下滑C用平行于斜面向上的力拉滑塊向上勻速滑動(dòng)，如果tan ，則拉力大小應(yīng)是2mgsin D用平行于斜面向下的力拉滑塊向下勻速滑動(dòng)，如果tan ，則拉力大小

41、應(yīng)是mgsin 解析對(duì)于靜止置于斜面上的滑塊，可沿斜面下滑的條件為mgsin mgcos ；同理，當(dāng)mgsin mgcos 時(shí)，具有初速度下滑的滑塊將做減速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；當(dāng)tan 時(shí)，滑塊與斜面之間的動(dòng)摩擦力fmgsin ，由平衡條件知，使滑塊勻速上滑的拉力F2mgsin ，選項(xiàng)C正確、D錯(cuò)誤答案C9國(guó)產(chǎn)“水刀”超高壓數(shù)控萬能水切割機(jī)，以其神奇的切割性能在國(guó)際展覽中心舉行的第五屆國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)上引起轟動(dòng)，它能切割40 mm厚的鋼板、50 mm厚的石等材料將普通的水加壓，使其從口徑為0.2 mm的噴嘴中以800 m/s1000 m/s的速度射出，這種水射流就是“水刀”我們知道，任何材料承

42、受的壓強(qiáng)都有一定限度，下表列出了一些材料所能承受的壓強(qiáng)的限度A橡膠5107 PaB花崗石1.2108 Pa2.6108 PaC鑄鐵8.8108 PaD工具鋼6.7108 Pa設(shè)想一“水刀”的水射流橫截面積為S，垂直入射的速度 v800 m/s，水射流與材料接觸后，速度為零，且不附著在材料上，水的密度1103 kg/m3，則此水刀不能切割上述材料中的()解析以射到材料上的水量m為研究對(duì)象，以其運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?，由?dòng)量定理得：pStSvtv得：pv26.4108 Pa由表中數(shù)據(jù)可知：此“水刀”不能切割材料C和D答案CD10如圖甲所示，質(zhì)量為2m的長(zhǎng)木板靜止地放在光滑的水平面上，另一質(zhì)量為m的小鉛塊

43、(可視為質(zhì)點(diǎn))以水平速度v0滑上木板的左端，恰能滑至木板的右端且與木板保持相對(duì)靜止，鉛塊在運(yùn)動(dòng)過程中所受到的摩擦力始終不變?nèi)魧⒛景宸殖砷L(zhǎng)度與質(zhì)量均相等(即m1m2m)的兩段1、2后，將它們緊挨著放在同一水平面上，讓小鉛塊以一樣的初速度v0由木板1的左端開始運(yùn)動(dòng)，如圖乙所示，則下列說確的是()A小鉛塊滑到木板2的右端前就與之保持相對(duì)靜止B小鉛塊滑到木板2的右端后與之保持相對(duì)靜止C甲、乙兩圖所示的過程中產(chǎn)生的熱量相等D圖甲所示的過程產(chǎn)生的熱量大于圖乙所示的過程產(chǎn)生的熱量解析長(zhǎng)木板分兩段前，鉛塊和木板的最終速度為：vteq f(mv0,3m)eq f(1,3)v0且有QfLeq f(1,2)mv02

44、eq f(1,2)3m(eq f(v0,3)2eq f(1,3)mv02長(zhǎng)木板分兩段后，可定量計(jì)算出木板1、2和鉛塊的最終速度，從而可比較摩擦生熱和相對(duì)滑動(dòng)的距離；也可用圖象法定性分析(如圖丙所示)比較得到小鉛塊到達(dá)右端之前已與木板2保持相對(duì)靜止，故圖甲所示的過程產(chǎn)生的熱量大于圖乙所示的過程產(chǎn)生的熱量丙答案AD二、非選擇題(共60分)11(5分)圖示為伏安法測(cè)電阻的部分電路，電路其他部分不變，當(dāng)開關(guān)S接a點(diǎn)時(shí)，電壓表的示數(shù)U111 V，電流表的示數(shù)I10.2 A；當(dāng)開關(guān)S接b點(diǎn)時(shí)，U212 V，I20.15 A那么，為了提高測(cè)量的準(zhǔn)確性，開關(guān)S應(yīng)接_點(diǎn)(填“a”或“b”)，Rx的測(cè)量值為_答案

45、b(2分)80(3分)12(10分)如圖所示，光滑水平軌道與光滑圓弧軌道相切，輕彈簧的一端固定在水平軌道的左端，OP是可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的輕桿，且擺到某處就能停在該處；另有一小鋼球現(xiàn)在利用這些器材測(cè)定彈簧被壓縮時(shí)的彈性勢(shì)能(1)還需要的器材是_、_(2)以上測(cè)量實(shí)際上是把對(duì)彈性勢(shì)能的測(cè)量轉(zhuǎn)化為對(duì)_能的測(cè)量，需要直接測(cè)量_和_(3)為了研究彈簧的彈性勢(shì)能與勁度系數(shù)和形變量間的關(guān)系，除以上器材外，還準(zhǔn)備了幾個(gè)輕彈簧，所有彈簧的勁度系數(shù)均不一樣試設(shè)計(jì)記錄數(shù)據(jù)的表格答案(1)天平刻度尺(每空1分)(2)重力勢(shì)質(zhì)量上升高度(每空1分)(3)設(shè)計(jì)表格如下(5分)小球的質(zhì)量m_kg，彈簧A壓縮量x(m)上升高度h

46、(m)Emgh(J)壓縮量x_cm，小球的質(zhì)量m_kg彈簧ABC勁度系數(shù)k(N/m)上升高度h(m)Emgh(J)13(10分)如圖所示，一勁度系數(shù)k800 N/m的輕彈簧的兩端各焊接著兩個(gè)質(zhì)量均為m12 kg的物體A、B，A、B和輕彈簧靜止豎立在水平地面上現(xiàn)加一豎直向上的力F在上面的物體A上，使物體A開始向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)0.4 s物體B剛要離開地面，設(shè)整個(gè)過程中彈簧都處于彈性限度，取g10 m/s2求：(1)此過程中所加外力F的最大值和最小值(2)此過程中外力F所做的功解析(1)A原來靜止時(shí)有：kx1mg(1分)當(dāng)物體A剛開始做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力F最小，設(shè)為F1對(duì)物體A有：F1kx1mg

47、ma(1分)當(dāng)物體B剛要離開地面時(shí)，拉力F最大，設(shè)為F2對(duì)物體A有：F2kx2mgma(1分)對(duì)物體B有：kx2mg(1分)對(duì)物體A有：x1x2eq f(1,2)at2(1分)解得：a3.75 m/s2聯(lián)立解得：F145 N(1分)，F(xiàn)2285 N(1分)(2)在力F作用的0.4 s，初末狀態(tài)的彈性勢(shì)能相等(1分)由功能關(guān)系得：WFmg(x1x2)eq f(1,2)m(at)249.5 J(2分)答案(1)285 N45 N(2)49.5 J14(12分)如圖甲所示，傾角為、足夠長(zhǎng)的兩光滑金屬導(dǎo)軌位于同一傾斜的平面，導(dǎo)軌間距為l，與電阻R1、R2與電容器相連，電阻R1、R2的阻值均為R，電容器

48、的電容為C，空間存在方向垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B一個(gè)質(zhì)量為m、阻值也為R、長(zhǎng)度為l的導(dǎo)體棒MN垂直于導(dǎo)軌放置，將其由靜止釋放，下滑距離s時(shí)導(dǎo)體棒達(dá)到最大速度，這一過程中整個(gè)回路產(chǎn)生的焦耳熱為Q，則：甲(1)導(dǎo)體棒穩(wěn)定下滑的最大速度為多少？(2)導(dǎo)體棒從釋放開始到穩(wěn)定下滑的過程中流過R1的電荷量為多少？解析(1)當(dāng)達(dá)到最大速度時(shí)，導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)，電容器中沒有電流，設(shè)導(dǎo)體棒穩(wěn)定下滑的最大速度為v，有：EBlv(1分)Ieq f(E,R2R)(1分)所以F安BIleq f(B2l2v,2R)(2分)導(dǎo)體棒的受力情況如圖乙所示，根據(jù)受力平衡條件有：乙F安mgsin (1分)解得：veq

49、f(2mgRsin ,B2l2)(2分)(2)棒加速運(yùn)動(dòng)時(shí)電容器上的電壓增大，電容器充電；當(dāng)棒達(dá)到最大速度后，電容器上的電荷量最大并保持不變，所以流過R1的電荷量就是電容器所帶的電荷量，則：UIR2eq f(E,2R)Req f(E,2)eq f(Blv,2)eq f(mgRsin ,Bl)(3分)QR1CUeq f(mgRCsin ,Bl)(2分)答案(1)eq f(2mgRsin ,B2l2)(2)eq f(mgRCsin ,Bl)15(13分)如圖甲所示，一質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子，在D處沿圖示方向以一定的速度射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，此磁場(chǎng)方向垂直紙面向里結(jié)果離子正好從距A點(diǎn)

50、為d的小孔C沿垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，此電場(chǎng)方向與AC平行且向上，最后離子打在G處，而G處到A點(diǎn)的距離為2d(直線DAG與電場(chǎng)方向垂直)不計(jì)離子重力，離子運(yùn)動(dòng)軌跡在紙面求：甲(1)正離子從D處運(yùn)動(dòng)到G處所需時(shí)間(2)正離子到達(dá)G處時(shí)的動(dòng)能解析(1)正離子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖乙所示，在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為：乙t1eq f(1,3)Teq f(2m,3Bq)(1分)圓周運(yùn)動(dòng)半徑r滿足：rrcos 60d(1分)解得：req f(2,3)d(1分)設(shè)離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度為v0，則有：req f(mv0,Bq)(1分)解得：v0eq f(2Bqd,3m)(1分)離子從C運(yùn)動(dòng)到G所需的時(shí)間t2eq

51、f(2d,v0)eq f(3m,Bq)(2分)離子從DCG的總時(shí)間為：tt1t2eq f(92)m,3Bq)(2分)(2)設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度為E，對(duì)離子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)過程，有：qEma，deq f(1,2)at22(1分)由動(dòng)能定理得：EqdEkGeq f(1,2)mv02(1分)解得：EkGeq f(4B2q2d2,9m)(2分)答案(1)eq f(92)m,3Bq)(2)eq f(4B2q2d2,9m)16(15分)如圖甲所示，質(zhì)量m12.0 kg 的物塊A隨足夠長(zhǎng)的水平傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)，傳送帶的速度大小v帶3.0 m/s，方向如圖所示；在A的右側(cè)L2.5 m 處將質(zhì)量m23.0 kg的物塊B無

52、初速度放上傳送帶已知在A、B碰后瞬間B相對(duì)傳送帶的速度大小為1.0 m/s，之后當(dāng)其中某一物塊相對(duì)傳送帶的速度為零時(shí)，傳送帶立即以大小為2.0 m/s2的加速度制動(dòng)，最后停止運(yùn)動(dòng)傳送帶的運(yùn)動(dòng)情況不受物塊A、B的影響，且A、B碰撞的時(shí)間極短設(shè)兩物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.10求：甲(1)物塊B剛開始滑動(dòng)時(shí)的加速度(2)碰撞后兩物塊的速度(3)兩物塊間的最大距離 解析(1)物塊B剛開始滑動(dòng)時(shí)，加速度為：aeq f(m2g,m2)g1 m/s2，方向向右(2分)(2)設(shè)經(jīng)t1時(shí)間，A、B兩物塊相碰，有：eq f(1,2)ateq oal(2,1)Lv帶t1解得：t11 s，t15 s(由上述分

53、析可知，t1不合題意，舍去)碰前B的速度v2at11 m/s(2分)由題意可知：碰后B的速度v22 m/s或v24 m/s由動(dòng)量守恒定律得：m1v帶m2v2m1v1m2v2m1v帶m2v2m1v1m2v2解得：碰后A的速度v11.5 m/s或v11.5 m/s檢驗(yàn)：由于eq f(1,2)m1veq oal(2,帶)eq f(1,2)m2veq oal(2,2)eq f(1,2)m1v12eq f(1,2)m2v22故v11.5 m/s、v24 m/s這組數(shù)據(jù)舍去所以碰后A的速度v11.5 m/s，方向向右；B的速度v22 m/s，方向向右(3分)(3)因碰后兩物塊均做加速度運(yùn)動(dòng)，加速度都為a1

54、 m/s2，所以B的速度先達(dá)到與傳送帶一樣速度，設(shè)B達(dá)到與傳送帶速度一樣的時(shí)間為t2乙有：v帶v2at2，t21 s此時(shí)A的速度v3v1at22.5 m/sv帶故從t2之后A繼續(xù)加速運(yùn)動(dòng)，B和傳送帶開始減速運(yùn)動(dòng)，直到A和傳送達(dá)到某個(gè)共同速度v4后，A所受的摩擦力換向，才開始減速運(yùn)動(dòng)設(shè)A繼續(xù)加速度的時(shí)間為t3，則：v4v3at3v帶a帶t3，t3eq f(1,6) sA的速度v4v3at3eq f(8,3) m/s(2分)此時(shí)B的速度v5v帶at3eq f(17,6) m/s，之后A、B均做減速運(yùn)動(dòng)，因?yàn)樵谡麄€(gè)過程中B的速度始終大于A的速度，所以當(dāng)A、B都靜止時(shí)兩物塊間的距離最大(1分)B碰后運(yùn)

55、動(dòng)的總位移s2eq f(voal(2,帶)v22,2a)eq f(0voal(2,帶),2(a)7 m或s2eq f(v2v帶,2)t2eq f(v帶,2)eq f(v帶,a)7 m(2分)A碰后運(yùn)動(dòng)的總位移s1eq f(voal(2,4)v12,2a)eq f(0voal(2,4),2(a)6 m(2分)兩物塊間的最大距離sms2s11 m(1分)答案(1)1 m/s2，方向向左(2)A的速度為1.5 m/s，方向向右；B的速度為2 m/s，方向向右(3)1 m高三物理計(jì)算題訓(xùn)練（一）1（20分）如圖12所示，PR是一塊長(zhǎng)為L(zhǎng)=4 m的絕緣平板固定在水平地面上，整個(gè)空間有一個(gè)平行于PR的勻強(qiáng)

56、電場(chǎng)E，在板的右半部分有一個(gè)垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，一個(gè)質(zhì)量為m=01 kg，帶電量為q=05 C的物體，從板的P端由靜止開始在電場(chǎng)力和摩擦力的作用下向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入磁場(chǎng)后恰能做勻速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)物體碰到板R端的擋板后被彈回，若在碰撞瞬間撤去電場(chǎng)，物體返回時(shí)在磁場(chǎng)中仍做勻速運(yùn)動(dòng)，離開磁場(chǎng)后做勻減速運(yùn)動(dòng)停在C點(diǎn)，PC=L/4，物體與平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=04，取g=10m/s2 ，求：（1）判斷物體帶電性質(zhì)，正電荷還是負(fù)電荷？（2）物體與擋板碰撞前后的速度v1和v2（3）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小圖12（4）電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小和方向2(10分)如圖214所示，光滑水平桌面上有長(zhǎng)L=2m的木板C，質(zhì)量m

57、c=5kg，在其正中央并排放著兩個(gè)小滑塊A和B，mA=1kg，mB=4kg，開始時(shí)三物都靜止在A、B間有少量塑膠炸藥，爆炸后A以速度6ms水平向左運(yùn)動(dòng)，A、B中任一塊與擋板碰撞后，都粘在一起，不計(jì)摩擦和碰撞時(shí)間，求： (1)當(dāng)兩滑塊A、B都與擋板碰撞后，C的速度是多大? (2)到A、B都與擋板碰撞為止，C的位移為多少?高三物理總復(fù)習(xí)3（10分）為了測(cè)量小木板和斜面間的摩擦因數(shù)，某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示實(shí)驗(yàn)，在小木板上固定一個(gè)輕彈簧，彈簧下端吊一個(gè)光滑小球，彈簧長(zhǎng)度方向與斜面平行，現(xiàn)將木板連同彈簧、小球放在斜面上，用手固定木板時(shí)，彈簧示數(shù)為F，放手后，木板沿斜面下滑，穩(wěn)定后彈簧示數(shù)為F，測(cè)得斜面斜角為

58、，則木板與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)為多少？（斜面體固定在地面上）4有一傾角為的斜面，其底端固定一擋板M，另有三個(gè)木塊A、B和C，它們的質(zhì)量分別為m=m=m，m=3 m，它們與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)都一樣.其中木塊A連接一輕彈簧放于斜面上，并通過輕彈簧與擋板M相連，如圖所示.開始時(shí)，木塊A靜止在P處，彈簧處于自然伸長(zhǎng)狀態(tài).木塊B在Q點(diǎn)以初速度v向下運(yùn)動(dòng)，P、Q間的距離為L(zhǎng).已知木塊B在下滑過程中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，與木塊A相碰后立刻一起向下運(yùn)動(dòng)，但不粘連，它們到達(dá)一個(gè)最低點(diǎn)后又向上運(yùn)動(dòng)，木塊B向上運(yùn)動(dòng)恰好能回到Q點(diǎn).若木塊A靜止于P點(diǎn)，木塊C從Q點(diǎn)開始以初速度向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)歷同樣過程，最后木塊C停在斜面上的R點(diǎn)，

59、求P、R間的距離L的大小。5如圖，足夠長(zhǎng)的水平傳送帶始終以大小為v3m/s的速度向左運(yùn)動(dòng)，傳送帶上有一質(zhì)量為M2kg的小木盒A，A與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為03，開始時(shí)，A與傳送帶之間保持相對(duì)靜止。先后相隔t3s有兩個(gè)光滑的質(zhì)量為m1kg的小球B自傳送帶的左端出發(fā)，以v015m/s的速度在傳送帶上向右運(yùn)動(dòng)。第1個(gè)球與木盒相遇后，球立即進(jìn)入盒中與盒保持相對(duì)靜止，第2個(gè)球出發(fā)后歷時(shí)t11s/3而與木盒相遇。求（取g10m/s2）（1）第1個(gè)球與木盒相遇后瞬間，兩者共同運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)多大？（2）第1個(gè)球出發(fā)后經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間與木盒相遇？BAvv0（3）自木盒與第1個(gè)球相遇至與第2個(gè)球相遇的過程中，由于木盒

60、與傳送帶間的摩擦而產(chǎn)生的熱量是多少？6如圖所示，兩平行金屬板A、B長(zhǎng)l8cm，兩板間距離d8cm，A板比B板電勢(shì)高300V，即UAB300V。一帶正電的粒子電量q10-10C，質(zhì)量m10-20kg，從R點(diǎn)沿電場(chǎng)中心線垂直電場(chǎng)線飛入電場(chǎng)，初速度v02106m/s，粒子飛出平行板電場(chǎng)后經(jīng)過界面MN、PS間的無電場(chǎng)區(qū)域后，進(jìn)入固定在中心線上的O點(diǎn)的點(diǎn)電荷Q形成的電場(chǎng)區(qū)域（設(shè)界面PS右邊點(diǎn)電荷的電場(chǎng)分布不受界面的影響）。已知兩界面MN、PS相距為L(zhǎng)12cm，粒子穿過界面PS最后垂直打在放置于中心線上的熒光屏EF上。求（靜電力常數(shù)k9109Nm2/C2）BAv0RMNLPSOEFl（1）粒子穿過界面PS