高考物理专题总复习计算题限时突破(二)

1、e2r t222计算题限时突破(二)(限时：25 分钟)24(12 分)如图 1 甲所示，边长 l 2.5 m 、质量 m 0.5 kg 的正方形金属线框，放在光滑绝 缘的水平面上，整个装置处在方向竖直向上、磁感应强度为b 0.8 t的匀强磁场中，它的一 边与磁场的边界 mn 重合在水平力 f 的作用下，线框由静止开始向左运动，经过 5 s 被拉 出磁场区域，此过程中利用电流传感器测得线框中的电流强度 i 随时间 t 变化的图象如图乙 所示则在这个过程中：图 1(1)由图乙可得出通过线框导线截面的电荷量 q_ c,i 与 t的关系式是：_； (2)求出线框的电阻 r;(3)试判断说明线框的运动

2、情况，并求出水平力 f 随时间 t 变化的表达式.答案 见解析解析 (1)it 图线与横轴所围的面积在数值上等于通过线框截面的电荷量 q，即有： 1q 0.55 c1.25 c2由 it 图象可知，感应电流 i 与时间 t成正比，有：ikt0.1t(2)由 i ， e ，bl ，qi tbl 联立得：qr2bl 0.82.5则电阻：r 4 ；q 1.25bl v(3)设在某时刻 t，线框的速度为 v，则线框中感应电流：irrkt 40.1t结合(1)中 ikt0.1t 可得金属框速度随时间也是线性变化的，有 v 0.2tbl 0.82.5所以可知线框做匀加速直线运动，加速度为：a0.2 m/s

3、由牛顿第二定律得：f bilma ，联立解得水平力 f 随时间 t 变化满足：f blktma (0.2t0.1) n.222221 21 3 12 2 1222 221 2 2 24 233 2 4 225(20 分)如图 2 所示，一个质量为 m2 kg 的小物块(可看成质点)开始时静止在高度 h0.2 m、长度 l4 m、质量 m1 kg 的木板 ab 的最左端 a 处，c 点为 ab 的中点木板上表面 ac 部分粗糙，cb 部分光滑，下表面与水平地面间的动摩擦因数 0.1.现对小物块施加一1个水平向右的大小为 f12 n 的恒力，木板和小物块恰好能保持相对静止已知最大静摩擦 力等于滑动

4、摩擦力，重力加速度 g 取 10 m/s .图 2(1)求小物块与木板上表面 ac 部分间的动摩擦因数 ；2(2) 如果对小物块改成施加一个水平向右的大小为 f14 n 的恒力，当小物块运动到达 c 点 时，小物块和木板的速度各为多少？(3) 在第(2)问的情况下，当小物块到达 c 点时撤去 f，求小物块落地时与木板 b 端的水平距 离答案解析(1)0.3 (2)8 m/s 6m/s (3)0.82 m(1)因为木板和小物块恰好能保持相对静止，并且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，根据牛顿第二定律对整体：f (mm)g(mm)a11对小物块：f mgma21解得： 0.32(2)f14 n，此时小物

5、块与木板发生相对滑动，对木板受力分析，根据牛顿第二定律有 mg (mm)gma2 1 2可得木板加速度 a 3 m/s2对小物块有 f mgma2 3可得小物块加速度 a 4 m/s31 1 1根据位移关系有 a t a t l，可得 t 2 s2 3 1 2 2 1 2 1设小物块到 c 点时小物块和木板各自的速度分别为 v 、vva t 42 m/s8 m/s，v a t 32 m/s6 m/s(3)当小物块到达 c 点撤去 f后，小物块水平方向不受力，做匀速直线运动木板受到地面 的摩擦力不变，由牛顿第二定律得： (mm)gma ，代入数据得：a 3 m/s1 4 41 1设再经过时间 t 小物块离开木板，则：v t (v t a t )l2代入数据得：t s，t 2 s(舍去)2 3 22小物块离开木板时木板的速度：v v a t 6 m/s(3) m/s4 m/s3 1 312m222 234 3 35 3小物块离开木板后做平抛运动，平抛的运动时间：t 32hg20.210s0.2 s该过程小物块沿水平方向的位移：x v t 80.2 m1.6 m mg木板在水平方向做匀减速运动，其加速度：a g1 m/s5