2019年高考物理備考 優(yōu)生百日闖關(guān)系列 專題01 質(zhì)點的直線運動(含解析).docx
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專題01 質(zhì)點的直線運動第一部分名師綜述本專題中的難題分為二,一為對運動圖像的考查,對圖像的考查范圍很廣,涉及的內(nèi)容頁比較多,幾乎涉及了直線運動中的所有知識以及應(yīng)用,特別是利用圖像處理追擊相遇問題時高考考查的重難點,在解題過程中,要注意分析圖像的軸、點、線、面積、斜率等方面,考查方式多為選擇題。二是對多過程直線運動的考查,綜合了勻變速直線運動公式、追擊相遇問題,考查方式多為計算題,在做題過程中需要(1)要養(yǎng)成畫物體運動示意圖,或者x-t圖象與v-t圖象的習(xí)慣,特別是比較復(fù)雜的運動,畫出示意圖或者運動圖像可使運動過程直觀化,物理過程清晰,便于研究,(2)要注意分析研究對象的運動過程,搞清楚整個運動過程按運動性質(zhì)的轉(zhuǎn)換可以分為哪幾個階段,各個階段遵循什么規(guī)律,各個階段又存在哪些聯(lián)系。第二部分精選試題一、單選題1如圖所示,在豎直平面內(nèi)用輕質(zhì)細(xì)線懸掛一個小球,將小球拉至A點,使細(xì)線處于拉直狀態(tài),由靜止開始釋放小球,不計摩擦,小球可在A、B兩點間來回擺動當(dāng)小球擺到B點時,細(xì)線恰好斷開,則小球?qū)ⅲǎ〢在B點保持靜止 B沿BE方向運動C沿BC方向運動 D沿BD方向運動【答案】 B【解析】由于小球被靜止釋放,不計摩擦,它可在A、B兩點間來回擺動。當(dāng)小球擺到B點時,小球速度恰好為零,此時若細(xì)線恰好斷開,則小球只受重力作用而豎直下落。所以,將沿BE方向運動。故選B。【點睛】此題考查了學(xué)生力和運動之間的關(guān)系,力可以改變物體的形狀或運動狀態(tài)。在此題中,小球由于重力作用將由靜止下落。解決此題的關(guān)鍵是判斷出在B點的運動狀態(tài)。2如圖所示為a、b、c三個質(zhì)點運動的速度時間圖象(vt圖象),若三質(zhì)點同時從同一位置出發(fā)則關(guān)于三個質(zhì)點的運動,下列說法中正確的是At1時刻a、b兩質(zhì)點的速度大小相等、方向和反Bt1時刻后,質(zhì)點b位于a、c的前面C0t1時間內(nèi),a位于b、c兩質(zhì)點的前面D0t1時間內(nèi),a、b兩質(zhì)點間的距離在不斷減小【答案】 C【解析】A、t1時刻a、b兩圖象對應(yīng)的速度相等且均為正值,表示運動方向均為正方向,A錯誤。B、C、三質(zhì)點從同一地點出發(fā),t1時所圍的面積表示位移,可得a在最前,其次是b,最后是c,B錯誤,C正確。D、0t1時間內(nèi),可讀出vavb,則a、b之間的距離不斷增大,D錯誤。故選C?!军c睛】利用勻變速直線運動圖象分析追擊與相遇,要注意明確圖象的性質(zhì),圖象的正負(fù)表示運動方向,圖象的斜率表示加速度,能根據(jù)圖象的面積求解位移3一個物體在外力作用下由靜止開始沿直線運動,其加速度隨時間變化的關(guān)系圖線如圖所示,則該物體:( )A01s內(nèi)加速運動,1s3s內(nèi)減速運動,第3s末回到出發(fā)點B03s內(nèi)物體位移是12mC01s內(nèi)與1s3s內(nèi)的平均速度相同D2s時的速度方向與0.5s時的速度方向相反【答案】 C【解析】A、物體在第1 s內(nèi)從靜止開始勻加速運動,第2、3 s內(nèi)沿原方向做勻減速運動,根據(jù)“面積”等于速度的變化量可知,3s末物體的速度為零,所以第3 s末沒有回到出發(fā)點故A錯誤;B、C、01s的位移,1s3s的位移,故;而,則B錯誤,C正確。D、第3 s末速度為零,故2s時和0.5s的速度方向相同,D錯誤故選C.【點睛】解決本題的關(guān)鍵根據(jù)加速度時間圖線,知道物體做周期性運動,掌握“面積”等于速度的變化量和運動學(xué)公式,并分別求速度和位移4甲、乙兩車在平直公路上行駛,其v-t圖象如圖所示。t=0時,兩車間距為s0;t0時刻,甲、乙兩車相遇。0t0時間內(nèi)甲車發(fā)生的位移為s,下列說法正確的是( )A0t0時間內(nèi)甲車在前,t02t0時間內(nèi)乙車在前B02t0時間內(nèi)甲車平均速度的大小是乙車平均速度大小的2倍C2t0時刻甲、乙兩車相距12s0Ds0=67s【答案】 D【解析】由圖知在0t0時間內(nèi)甲車速度大于乙車的速度,故是甲車在追趕乙車,所以A錯誤;02t0時間內(nèi)甲車平均速度的大小32v0,乙車平均速度12v0,所以B錯誤;由題意知,圖中陰影部分面積即為位移S0,根據(jù)幾何關(guān)系知,三角形ABC的面積對應(yīng)位移S03,所以可求三角形OCD的面積對應(yīng)位移S06,所以0to時間內(nèi)甲車發(fā)生的位移為s=S0+ S06,得s0=67s,故D正確;2t0時刻甲、乙兩車間的距離即為三角形ABC的面積即S03,所以C錯誤。5A、B兩球沿同一直線運動并發(fā)生正碰,如圖所示為兩球碰撞前后的位移時間(x-t)圖像,圖中a、b分別為A、B兩球碰撞前的圖線,c為碰撞后兩球共同運動的圖線.若A球的質(zhì)量mA=2kg,則由圖可知下列結(jié)論正確的是( )AA、B兩球碰撞前的總動量為3 kgm/sB碰撞過程A對B的沖量為-4 NsC碰撞前后A的動量變化為4kgm/sD碰撞過程A、B兩球組成的系統(tǒng)損失的機械能為10 J【答案】 D【解析】【詳解】A、由s-t圖像可以知道:碰撞前A的速度為vA=4-102=-3m/s;碰撞前B的速度vB=4-02=2m/s,碰撞后AB的速度為vC=2-42=-1m/s根據(jù)動量守恒可知mbvB-mavA=-(ma+mb)vC代入速度值可求得:mb=43kg所以碰撞前的總動量為mbvB-mavA=-103kgm/s,故A錯誤;B、碰撞時A對B所施沖量為即為B的動量變化量PB=-mbvC-mbvB=-4Ns故B正確;C、根據(jù)動量守恒可知PA=-PB=4Ns=4kgm/s,故C正確;D、碰撞中A、B兩球組成的系統(tǒng)損失的動能為12mavA2+12mbvB2-12ma+mbvC2=10J ,故D正確,本題選不正確的,故選A【點睛】結(jié)合圖像求出碰前碰后的速度,利用動量守恒求出B的質(zhì)量,然后根據(jù)定義求出動量的變化量。6如下圖所示,質(zhì)量m1kg的物體從高為h02m的光滑軌道上P點由靜止開始下滑,滑到水平傳送帶上的A點,物體和皮帶之間的動摩擦因數(shù)為=0.2,傳送帶AB之間的距離為L5m,傳送帶一直以v4m/s的速度勻速運動,則( )A物體從A運動到B的時間是15sB物體從A運動到B的過程中,摩擦力對物體做了2 J功C物體從A運動到B的過程中,產(chǎn)生2J熱量D物體從A運動到B的過程中,帶動傳送帶轉(zhuǎn)動的電動機多做了10J功【答案】 AC【解析】試題分析:設(shè)物體下滑到A點的速度為v0,對PA過程,由機械能守恒定律有:12mv02=mgh代入數(shù)據(jù)得:v0=2gh=2m/sv=4m/s,則物體滑上傳送帶后,在滑動摩擦力作用下勻加速運動,加速度大小為a=mgm=g=2m/s2;加速至速度與傳送帶相等時用時:t1=v-v0a=4-22s=1s,勻加速運動的位移s1=v0+v2t1=2+421m=3mL=5m,所以物體與傳送帶共速后向右勻速運動,勻速運動的時間為t2=L-s1v=5-34s=0.5s,故物體從A運動到B的時間為:t=t1+t2=1.5s,故A正確;物體運動到B的速度是v=4m/s根據(jù)動能定理得:摩擦力對物體做功W=12mv2-12mv02=12142-12122J=6J,故B錯誤;在t1時間內(nèi),皮帶做勻速運動的位移為S皮帶=vt1=4m,故產(chǎn)生熱量Q=mgS=mg(S皮帶-S1),代入數(shù)據(jù)得:Q=2J,故C正確;電動機多做的功一部分轉(zhuǎn)化成了物體的動能,另一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,則電動機多做的功W=(12mv2-12mv02)+Q=121(42-22)+2=8J,故D錯誤考點:考查了機械能守恒定律,運動學(xué)公式,功能關(guān)系【名師點睛】本題要求同學(xué)們能正確分析物體的運動情況,明確能量的轉(zhuǎn)化情況要注意電動機多做的功一部分轉(zhuǎn)化成了物體的動能另一部分就是了相同的內(nèi)能,不能只考慮物體的動能7如圖所示,質(zhì)量為m的半圓軌道小車靜止在光滑的水平地面上,其水平直徑AB長度為2R,現(xiàn)將質(zhì)量也為m的小球從距A點正上方h0高處由靜止釋放,然后由A點經(jīng)過半圓軌道后從B沖出,在空中能上升的最大高度為34h0(不計空氣阻力),則()A小球和小車組成的系統(tǒng)動量守恒B小車向左運動的最大距離為12RC小球離開小車后做斜上拋運動D小球第二次能上升的最大高度12h0h1269m=27m,則平均速度v=xt276m/s=4.5m/s,故D正確,C錯誤;故選BD?!军c睛】根據(jù)牛頓第二定律得出加速度與時間的表達式,結(jié)合a-t圖線圍成的面積表示速度變化量得出最大速度的大小,根據(jù)速度時間圖線,結(jié)合圖線圍成的面積表示位移,根據(jù)平均速度的定義式求出平均速度的大小。三、解答題21如圖甲所示,有一傾角為=53的固定斜面體,底端的水平地面上放一質(zhì)量為 M=3kg的木板,木板材質(zhì)與斜面體相同t=0時有一質(zhì)量m=6kg的滑塊在斜面上由靜止開始下滑,后來滑塊滑上木板并最終沒有滑離木板(不考慮滑塊從斜面滑上木板時的能量損失)圖乙所示為滑塊在整個運動過程中的速率隨時間變化的圖象,已知sin53=0.8, eos53=06,取g=l0m/s2.求:(1)滑塊與木板間、木板與地面間的動摩擦因數(shù)1、2;(2)滑塊停止運動的時刻t和木板的最小長度l?!敬鸢浮浚?)0.2(2)18m【解析】【詳解】(1)滑塊在斜面上下滑時,滿足:mgsin -1N=ma1N= mgcos由v-t圖得加速度a1=v0t1 =6m/s2綜合解得1=13滑塊滑上木板后減速1mg =ma2其中a2=v0-v1t2-t1對木板分析有1mg 2(m+M)g =Ma3其中a3=v1t2-t1綜合解得2=0.2(2) 由于21,故滑塊與木板達共速后一起勻減速,加速度滿足2(m+M)g =(m+M)a4又a4=v1t-t2綜合解得t=6s木板的最小長度l=12v0(t2-t1)=18m【點睛】本題考查牛頓第二定律的應(yīng)用以及板塊模型的問題,關(guān)鍵是根據(jù)圖像分析物體的運動特征,搞清各個階段的加速度情況以及位移速度關(guān)系,靈活運用牛頓第二定律及運動公式求解.22一小球在恒力F1作用下豎直向上做勻速直線運動,速度大小為v0.當(dāng)小球運動到位置A時,將F1突然增大到某值F2(未知),但保持其方向不變持續(xù)一段時間t后,又突然將該力反向,但保持其大小不變;再持續(xù)同樣一段時間后,油滴運動到B點重力加速度大小為g.不計空氣阻力(1)求油滴運動到B點時的速度;(2)求增大后的力F2大小;已知不存在外力時,油滴以初速度v0做豎直上拋運動的最大高度恰好等于B、A兩點間距離的兩倍【答案】(1)v2=v0-2gt1;(2)F2=2-2v0gt1+14v0g2F1或F2=2-2v0gt1-14v0g2F1【解析】【分析】(1)分析小球的運動過程,小球先向上做勻速直線運動,到達A處后因力突然增大而開始做勻加速直線運動,經(jīng)過t后力突然反向,小球開始做勻減速直線運動,并可能在速度減為零后做反向的勻加速直線運動對力增大后的兩個過程分別列出牛頓第二定律方程,即可求得兩個過程中的加速度,而t又是一個已知量,那么直接使用運動學(xué)公式即可求出小球運動到B點時的速度vB的大??;(2)因為小球最后可能做反向的勻加速直線運動,因此我們不能確定B點的位置究竟在A點上方還是A點下方,故需要分為兩種情況討論對其中每一種情況,根據(jù)運動學(xué)公式列出方程,并與豎直上拋的方程進行聯(lián)立,即可分別求得兩種情況下增大后的力F2大小?!驹斀狻吭趖0時,力從F1增加至F2時,油滴做豎直向上的勻加速運動,加速度方向向上,根據(jù)牛頓第二定律有:F2-mg=ma1油滴在時刻t1的速度為:v1=v0+a1t1力在時刻t1突然反向,油滴做勻變速運動,加速度方向向下,根據(jù)牛頓第二定律有:F2+mg=ma2油滴在時刻t2=2t1的速度為:v2=v1-a2t1由式得:v2=v0-2gt1(2)由題意,在t=0時刻前有:F1=mg油滴從t=0到時刻t1的位移為:s1=v0t1+12a1t12油滴在從時刻t1到時刻t2=2t1的時間間隔內(nèi)的位移為:s2=v0t1-12a2t12由題給條件有:v02=2g2h式中h是B、A兩點之間的距離若B點在A點之上,依題意有s1+s2=h由式得F2=2-2v0gt1+14v0g2F1若B點在A點之下,依題意有s1+s2=-h由式得F2=2-2v0gt1-14v0g2F1【點睛】解決復(fù)雜的力學(xué)問題,可以從兩條線索展開:其一,力和運動的關(guān)系根據(jù)物體的受力情況,用牛頓第二定律求出加速度,結(jié)合運動學(xué)公式確定速度和位移等;其二,功和能的關(guān)系根據(jù)做功情況,引起物體的能量發(fā)生變化,利用動能定理進行解答23如圖所示,在距地面不等高處有兩點A和B,它們之間的高度差為b。A、B處各有一小球,A處小球自由下落一段距離a后,B處小球開始自由下落,結(jié)果兩小球同時落地,求球和球下落時間之比?!敬鸢浮縝+ab-a【解析】【詳解】設(shè)A距地面的高度為H,根據(jù)h=12gt2可知,A下落到地面的時間t2Hg,A下落a所需時間t2ag則B下落的時間t=t-t,則H-b=12gt2聯(lián)立解得,tt-tb+ab-a球和和球下落時間之比為b+ab-a【點睛】本題主要考查了自由落體運動的位移時間公式,明確AB同時落地,找出AB的時間關(guān)系即可求得24如圖所示,長L=1.0m 木板B放在水平面上,其右端放置一小物塊A(視為質(zhì)點).B的質(zhì)量mB=2.0kg ,A的質(zhì)量mA=3.0kg ,B與水平面間的動摩擦因數(shù)1=0.20 ,A、B間的動摩擦因數(shù)2=0.40 ,剛開始兩者均處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)給A一水平向左的瞬間沖量I,I=9.0NS ,重力加速度g取10m/s2 ,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.求:(1)A開始運動的速度 ;(2)A、B之間因摩擦產(chǎn)生的熱量;(3)整個過程A對地的位移.【答案】(1)3.0m/s(2)10.8J(3)1.17m【解析】(1)由題意,由動量定理得 I=mv0代入數(shù)據(jù)解得 v0=3m/s(2)對A:aA=2mAgmA=2g=4m/s2對B:aB=2mAg-1mA+mBgmB代入數(shù)據(jù)解得 aB=1m/s2A對地做勻減速運動,B對地做勻加速運動,設(shè)A、B達到相同速度為v,所需時間為t,A的位移為xA,B的位移為xB對A:v=v0-aAtxA=v2-v022(-aA)對B:v=aBtxB=12aBt2代入數(shù)據(jù)解得 v=0.6m/s,t=0.6s,xA=1.08m,xB=0.18mA對B的位移為x=xA-xB=1.08m-0.18m=0.9m1m,假設(shè)成立故此過程中,A、B之間因摩擦產(chǎn)生的熱量 Q=2mAg解得 Q=10.8J(2)A、B達到相同速度后,設(shè)二者保持靜止,整體減速的加速度為 a=1mA+mBgmA+mB=1g2g,則假設(shè)成立此后二者共同滑行的距離 x共=v22a=06222=0.09m故整個過程A對地的位移 x總=xA+x共=1.17m點睛:本題的關(guān)鍵要分析兩個物體的運動過程,根據(jù)物體的受力情況先求解加速度,并能抓住臨界狀態(tài):速度相同,采用隔離法和整體法結(jié)合分析25為提高冰球運動員的加速能力,教練員在冰面上與起跑線距離s0和s1(s1s0)處分別設(shè)置一個擋板和一面小旗,如圖所示訓(xùn)練時,讓運動員和冰球都位于起跑線上,教練員將冰球以初速度v0擊出,使冰球在冰面上沿垂直于起跑線的方向滑向擋板;冰球被擊出的同時,運動員垂直于起跑線從靜止出發(fā)滑向小旗訓(xùn)練要求當(dāng)冰球到達擋板時,運動員至少到達小旗處假定運動員在滑行過程中做勻加速運動,冰球到達擋板時的速度為v1.重力加速度大小為g.求(1)冰球與冰面之間的動摩擦因數(shù);(2)滿足訓(xùn)練要求的運動員的最小加速度【答案】(1)=v02-v122gs0(2)a=s1v0+v122s02【解析】(1)設(shè)冰球與冰面間的動摩擦因數(shù)為,則冰球在冰面上滑行的加速度a1=g由速度與位移的關(guān)系知2a1s0=v12v02聯(lián)立得=a1g=v02-v122gs0(2)設(shè)冰球運動的時間為t,則t=v0-v1g又s1=12at2由得a=s1(v0+v1)22s02【名師點睛】此題主要考查勻變速直線運動的基本規(guī)律的應(yīng)用;分析物理過程,找到運動員和冰球之間的關(guān)聯(lián),并能靈活選取運動公式;難度中等。26如圖所示,質(zhì)量M=8kg的小車放在光滑水平面上,在小車左端加一水平推力F=8N,當(dāng)小車向右運動的速度達到1.5m/s時,在小車前端輕輕地放上一個大小不計,質(zhì)量為m=2kg的小物塊,物塊與小車間的動摩擦因數(shù)為0.2,小車足夠長。求:(1)小物塊剛放上小車時,小物塊及小車的加速度各為多大?(2)經(jīng)多長時間兩者達到相同的速度?共同速度是多大?(3)從小物塊放上小車開始,經(jīng)過t=1.5s小物塊通過的位移大小為多少?(取g=l0m/s2)【答案】(1)2m/s2,05m/s2(2)4s(3)124m【解析】試題分析:(1)物塊的加速度mg=ma1,所以a1=3m/s2;小車的加速度:Fmg=Ma2,所以a2=0.5m/s2。(2)由:v0+a2t1=a1t1,得t1=1s。(3)在開始1s內(nèi)小物塊做勻加速運動,最大速度:v=a1t1=3m/s,在接下來的0.5s物塊與小車相對靜止,一起做加速運動,且加速度:對系統(tǒng)F=(M+m)a3物體位移s=12a1t12+a1t1(tt1)+12a3(tt1)2=3.125m??键c:勻變速直線運動規(guī)律的應(yīng)用。27如圖甲所示,斜面的傾角=30,在斜面上放置一矩形線框abcd,ab邊的邊長L1=1m,bc邊的邊長L2=0.6m,線框的質(zhì)量m=1kg,線框的電阻R=0.1,線框受到沿斜面向上的恒力F的作用,已知F=15N,線框與斜面間的動摩擦因數(shù)=33線框的邊abefgh,斜面的efhg區(qū)域有垂直斜面向上的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化情況如圖乙的B-t圖象所示,時間t是從線框由靜止開始運動起計時的如果線框從靜止開始運動,進入磁場最初一段時間是勻速的,ef線和gh線的距離x=5.1m,取g=10m/s2求:(1)線框進入磁場前的加速度a;(2)線框進入磁場時勻速運動的速度v;(3)在丙圖中畫出線框從靜止開始運動直至ab邊運動到gh線過程的v-t圖象;(4)線框從靜止開始運動直至ab邊運動到gh線的過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q【答案】(1)5 m/s2(2)2 m/s(3)如圖;(4)35 J【解析】試題分析:(1)線框進入磁場前,線框受到線框的重力、拉力F、斜面的支持力和線框的摩擦力作用,由牛頓第二定律:Fmgsinmgcos=ma得線框進入磁場前的加速度a=5 m/s2(2)因為線框進入磁場的最初一段時間做勻速運動,ab邊進入磁場切割磁感線,產(chǎn)生的電動勢E1=BL1v形成的感應(yīng)電流I1=E1R受到沿斜面向下的恒定的安培力F安BI1L1線框受力平衡,有Fmgsin mgcosF安此時磁感應(yīng)強度必恒定不變B=05 T,代入數(shù)據(jù)解得v2 m/s(3)線框abcd進入磁場前做勻加速直線運動,進入磁場前的運動時間t1=va=04 s進入磁場過程中線框做勻速運動的時間t2=L2v=03 s線框完全進入磁場后至運動到gh線,線框受力情況與進入磁場前相同,仍做勻加速直線運動,所以該階段的加速度大小仍為a5 m/s2,該過程有x-l2vt312at23,解得t3=1 s線框從靜止開始運動直至ab邊運動到gh線過程的vt圖象如圖;(4)線框整體進入磁場后,ab邊運動到gh線的過程中,線框中有感應(yīng)電流的時間t4=t1t2t309 s=08 sE2=BSt=0.50.62.1-0.9V=0.25V此過程產(chǎn)生的焦耳熱Q2=E22Rt4= 05 J線框勻速進入磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q1= I12Rt2 =3 J線框從靜止開始運動直至ab邊運動到gh線的過程中產(chǎn)生的焦耳熱 Q= Q1+ Q2=35 J考點:法拉第電磁感應(yīng)定律;牛頓第二定律的應(yīng)用【名師點睛】本題是電磁感應(yīng)、牛頓第二定律以及能量守恒定律的綜合題目;解題時分析線框的受力情況,確定其運動情況是關(guān)鍵,解題時要能分階段處理物理過程;同時注意要牢記一些經(jīng)驗公式,例如安培力的經(jīng)驗表達式FA=B2l2vR,要會推導(dǎo)。28如圖所示,一根有一定電阻的直導(dǎo)體棒質(zhì)量為m、長為L,其兩端放在位于水平面內(nèi)間距也為L的光滑平行導(dǎo)軌上,并與之接觸良好;棒左側(cè)兩導(dǎo)軌之間連接一可控電阻;導(dǎo)軌置于勻強磁場中,磁場的磁感應(yīng)強度大小為B,方向垂直于導(dǎo)軌所在平面,t=0時刻,給導(dǎo)體棒一個平行與導(dǎo)軌的初速度,此時可控電阻的阻值為R0,在棒運動過程中,通過可控電阻的變化使棒中的電流強度保持恒定,不計導(dǎo)軌電阻,導(dǎo)體棒一直在磁場中。(1)求可控電阻R隨時間t變化的關(guān)系式;(2)若已知棒中電流強度為I,求0t時間內(nèi)可控電阻上消耗的平均功率P;(3)若在棒的整個運動過程中將題中的可控電阻改為阻值為R0的定值電阻,則棒將減速運動位移x1后停下;而由題干條件,棒將運動位移x2后停下,求x1x2的值?!敬鸢浮浚?)R=R0-B2L2mt;(2)P=I2(R0-B2L2t2m);(3)x1x2=21【解析】試題分析:(1)因棒中的電流強度保持恒定,故棒做勻減速直線運動,設(shè)棒的電阻為r,電流為I,其初速度為v0,加速度大小為a,經(jīng)時間t后,棒的速度變?yōu)関,則有:v=v0-at而a=BILm,t=0時刻棒中電流為:I=BLv0R0+r,經(jīng)時間t后棒中電流為:I=BLvR+r,由以上各式得:R=R0-B2L2mt。(2)因可控電阻R隨時間t均勻減小,故所求功率為:,由以上各式得:P=I2(R0-B2L2t2m)。(3)將可控電阻改為定值電阻R0,棒將變減速運動,有:v0=at,a=BILm,而It=ER0+rt,E=t=BLx1t,由以上各式得,而x2=v22a,由以上各式得x2=mv0(R0+r)2B2L2,所求x1x2=21??键c:導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢;電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化【名師點睛】解決本題的關(guān)鍵知道分析導(dǎo)體棒受力情況,應(yīng)用閉合電路歐姆定律和牛頓第二定律求解,注意對于線性變化的物理量求平均的思路,本題中先后用到平均電動勢、平均電阻和平均加速度。29(本題8分)我國某城市某交通路口綠燈即將結(jié)束時會持續(xù)閃爍3 s,而后才會變成黃燈,再在3秒黃燈提示后再轉(zhuǎn)為紅燈。2013年1月1日實施新的交通規(guī)定:黃燈亮?xí)r車頭已經(jīng)越過停車線的車輛可以繼續(xù)前行,車頭未越過停車線的若繼續(xù)前行則視為闖黃燈,屬于交通違章行為。(本題中的剎車過程均視為勻減速直線運動)(1)若某車在黃燈開始閃爍時剎車,要使車在黃燈閃爍的時間內(nèi)停下來且剎車距離不得大于18 m,該車剎車前的行駛速度不能超過多少?(2)若某車正以v015 ms的速度駛向路口,此時車距停車線的距離為L48.75 m,當(dāng)駕駛員看到綠燈開始閃爍時,經(jīng)短暫考慮后開始剎車,該車在紅燈剛亮?xí)r恰停在停車線以內(nèi)。求該車駕駛員的允許的考慮時間?!敬鸢浮浚?)12 m/s (2)0.5 s【解析】試題分析:(1)設(shè)在滿足題設(shè)條件的情況下該車的最大行駛速度為根據(jù)平均速度公式(2分)解得(2分)(2)該車駕駛員的允許的反應(yīng)時間最大值為,反應(yīng)時間內(nèi)車行駛的距離為(2分)從綠燈閃爍到紅燈亮起的過程中,汽車做減速運動的時間(2分)設(shè)汽車在剎車過程中通過的位移為(2分)綠燈開始閃爍時,該車距停車線距離為L(2分)解得(1分)即該車駕駛員的考慮時間不能大于0.5 s。(1分)考點:勻變速直線運動位移和時間的關(guān)系,勻變速直線運動速度與時間的關(guān)系30(20分)一長木板置于粗糙水平地面上,木板左端放置一小物塊,在木板右方有一墻壁,木板右端與墻壁的距離為4.5m,如圖(a)所示。t=0時刻開始,小物塊與木板一起以共同速度向右運動,直至t=1s時木板與墻壁碰撞(碰撞時間極短)。碰撞前后木板速度大小不變,方向相反;運動過程中小物塊始終未離開木板。已知碰撞后1s時間內(nèi)小物塊的v-t圖線如圖(b)所示。木板的質(zhì)量是小物塊質(zhì)量的15倍,重力加速度大小g取10m/s2。求(1)木板與地面間的動摩擦因數(shù)1及小物塊與木板間的動摩擦因數(shù)2;(2)木板的最小長度;(3)木板右端離墻壁的最終距離。【答案】(1)1=0.12=0.4(2)6m(3)6.5m【解析】(1)根據(jù)圖像可以判定碰撞前木塊與木板共同速度為v=4m/s碰撞后木板速度水平向左,大小也是v=4m/s木塊受到滑動摩擦力而向右做勻減速,根據(jù)牛頓第二定律有2g=4m/s-0m/s1s解得2=0.4木板與墻壁碰撞前,勻減速運動時間t=1s,位移x=4.5m,末速度v=4m/s其逆運動則為勻加速直線運動可得x=vt+12at2帶入可得a=1m/s2木塊和木板整體受力分析,滑動摩擦力提供合外力,即1g=a可得1=0.1(2)碰撞后,木板向左勻減速,依據(jù)牛頓第二定律有1(M+m)g+2mg=Ma1可得a1=43m/s2對滑塊,則有加速度a2=4m/s2滑塊速度先減小到0,此時碰后時間為t1=1s此時,木板向左的位移為x1=vt1-12a1t12=103m末速度v1=83m/s滑塊向右位移x2=4m/s+02t1=2m此后,木塊開始向左加速,加速度仍為a2=4m/s2木塊繼續(xù)減速,加速度仍為a1=43m/s2假設(shè)又經(jīng)歷t2二者速度相等,則有a2t2=v1-a1t2解得t2=0.5s此過程,木板位移x3=v1t2-12a1t22=76m末速度v3=v1-a1t2=2m/s滑塊位移x4=12a2t22=12m此后木塊和木板一起勻減速。二者的相對位移最大為x=x1+x3+x2-x4=6m滑塊始終沒有離開木板,所以木板最小的長度為6m(3)最后階段滑塊和木板一起勻減速直到停止,整體加速度a=1g=1m/s2位移x5=v322a=2m所以木板右端離墻壁最遠的距離為x1+x3+x5=6.5m【考點定位】牛頓運動定律【名師點睛】分階段分析,環(huán)環(huán)相扣,前一階段的末狀態(tài)即后一階段的初始狀態(tài),認(rèn)真沉著,不急不躁- 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- 2019年高考物理備考 優(yōu)生百日闖關(guān)系列 專題01 質(zhì)點的直線運動含解析 2019 年高 物理 備考 優(yōu)生 百日 闖關(guān) 系列 專題 01 質(zhì)點 直線運動 解析
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