高考物理总复习优编增分练计算题考点排查练122018年全国Ⅱ卷计算题考点排查练

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24

25考点

动力学方法和动量守恒定律的应用

带电粒子在复合场中的运动24．(2018·河南省开封市第三次模拟

)如图

1所示，水平圆滑细杆上

P点套一轻质小环，小环经过长

L＝0.5m的轻绳悬挂一质量不计的夹子，夹子内夹有质量

m＝0.5kg的物块，物块两竖直侧面与夹子间的最大静摩擦力均为

Ffm＝3N．现对物块施加

F＝5N的水平恒力作用，物块和小环一起沿水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，小环碰到杆上的钉子Q时马上停止运动，物块恰要相对夹子滑动，与此同时撤去外力，一质量为0.1kg的直杆以1m/s的速度沿水平方向相向插入夹子将夹子与物块锁定(此过程时间极短)．物块可看作质点，重力加速度g＝10m/s2.求：图1物块做匀加速运动的加速度大小a；P、Q两点间的距离s；物块向右摇动的最大高度h.答案

(1)10m/s

2

(2)0.05m

(3)0.022m剖析

(1)以整体为研究对象，由牛顿第二定律得：

F＝ma，得：a＝10m/s

2环到达Q，物块刚达到最大静摩擦力，由牛顿第二定律2mv2Ffm－mg＝L12依照动能定理有Fs＝2mv，联立得s＝0.05m直杆插入夹子时，直杆与物块水平方向动量守恒，取向右为正方向，mv－m0v0＝(m＋m0)v共由动能定理得：－(＋0)＝0－1(＋0)共2mmgh2mmv联立得h≈0.022m.25．(2018·河南省新乡市第三次模拟)如图2所示，xOy坐标系中，在y<0的地域内分布有沿y轴正方向的匀强电场，在0<y<y0的地域内分布有垂直于xOy平面向里的匀强磁场，一质量为、电荷量为＋q的粒子以初速度v0由坐标(0，－y0)处沿x轴正方向射入电场．已知电m2mv0，粒子重力不计．场强度大小E＝2qy0图2要使粒子不从y＝y0界线射出磁场，求磁感觉强度应满足的条件；要使粒子从电场进入磁场时能经过点P(50y0,0)(图中未画出)，求磁感觉强度的大小．2＋1mv答案(1)B>0(2)见解析qy0剖析(1)粒子在电场中做类平抛运动，则有：x＝v0t，y0＝12at2qE＝ma，vy＝at解得：x＝2y0，vy＝v0进入磁场时的速度v＝22＝2v0v0＋vyvy速度与x轴夹角的正切值tanθ＝＝1，得θ＝45°v02v2由几何关系知(1＋2)r＝y02＋1mv解得B＝0qy02＋1mv故要使粒子不从y＝y0界线射出磁场，应满足磁感觉强度B>0qy0(2)粒子相邻两次从电场进入磁场时，沿x轴前进的距离x＝2x－2r′＝4y0－2r′其中初始地址为(2y0,0)mv2mv由r′＝得0＝xqBBq4y0－又因为粒子不能够射出界线：y＝y，所以(22000所以有(6－22)y0<x<4y050y0－2y0粒子经过P点，回旋次数n＝48y048y0

x则4y0<n<6－22y0，即12<n<15.1n为