6.(09·上海物理·24)(14分)如图,光滑的平行金属导轨水平放置,电阻不计,导轨间距为l,左侧接一阻值为R的电阻。区域cdef内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场,磁场宽度为s。一质量为m,电阻为r的金属棒MN置于导轨上,与导轨垂直且接触良好,受到F=0.5v+0.4(N)(v为金属棒运动速度)的水平力作用,从磁场的左边界由静止开始运动,测得电阻两端电压随时间均匀增大。(已知l=
1m,m=1kg,R=0.3W,r=0.2W,s=1m)
(1)分析并说明该金属棒在磁场中做何种运动;
(2)求磁感应强度B的大小;
(3)若撤去外力后棒的速度v随位移x的变化规律满足v=v0-x,且棒在运动到ef处时恰好静止,则外力F作用的时间为多少?
(4)若在棒未出磁场区域时撤去外力,画出棒在整个运动过程中速度随位移的变化所对应的各种可能的图线。
解析:(1)金属棒做匀加速运动,R两端电压UµIµeµv,U随时间均匀增大,即v随时间均匀增大,加速度为恒量;
(2)F-=ma,以F=0.5v+0.4
代入得(0.5-)v+0.4=a
a与v无关,所以a=0.4m/s2,(0.5-)=0
得B=0.5T
(3)x1=at2,v0=x2=at,x1+x2=s,所以at2+at=s
得:0.2t2+0.8t-1=0,t=1s,
(4)可能图线如下:
![]()
5.(09·海南物理·15)(9分)一卡车拖挂一相同质量的车厢,在水平直道上以
的速度匀速行驶,其所受阻力可视为与车重成正比,与速度无关。某时刻,车厢脱落,并以大小为
的加速度减速滑行。在车厢脱落
后,司机才发觉并紧急刹车,刹车时阻力为正常行驶时的3倍。假设刹车前牵引力不变,求卡车和车厢都停下后两者之间的距离。
解析:设卡车的质量为M,车所受阻力与车重之比为
;刹车前卡车牵引力的大小为
,
卡车刹车前后加速度的大小分别为
和
。重力加速度大小为g。由牛顿第二定律有
![]()
设车厢脱落后,
内卡车行驶的路程为
,末速度为
,根据运动学公式有
⑤
⑥
⑦
式中,
是卡车在刹车后减速行驶的路程。设车厢脱落后滑行的路程为
,有
⑧
卡车和车厢都停下来后相距
⑨
由①至⑨式得
10
带入题给数据得
11
评分参考:本题9分。①至⑧式各1分,11式1分
4.(09·江苏·13)(15分)航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器,其质量m =2㎏,动力系统提供的恒定升力F =28 N。试飞时,飞行器从地面由静止开始竖直上升。设飞行器飞行时所受的阻力大小不变,g取10m/s2。
(1)第一次试飞,飞行器飞行t1 = 8 s 时到达高度H = 64 m。求飞行器所阻力f的大小;
(2)第二次试飞,飞行器飞行t2 = 6 s 时遥控器出现故障,飞行器立即失去升力。求飞行器能达到的最大高度h;(3)为了使飞行器不致坠落到地面,求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t3 。
解析:(1)第一次飞行中,设加速度为![]()
匀加速运动![]()
由牛顿第二定律![]()
解得![]()
(2)第二次飞行中,设失去升力时的速度为
,上升的高度为![]()
匀加速运动![]()
设失去升力后的速度为
,上升的高度为![]()
由牛顿第二定律![]()
![]()
![]()
解得![]()
(3)设失去升力下降阶段加速度为
;恢复升力后加速度为
,恢复升力时速度为![]()
由牛顿第二定律 ![]()
F+f-mg=ma4
且![]()
V3=a3t3
解得t3=
(s)(或2.1s)
3.(09年福建卷)21.如图甲,在水平地面上固定一倾角为θ的光滑绝缘斜面,斜面处于电场强度大小为E、方向沿斜面向下的匀强电场中。一劲度系数为k的绝缘轻质弹簧的一端固定在斜面底端,整根弹簧处于自然状态。一质量为m、带电量为q(q>0)的滑块从距离弹簧上端为s0处静止释放,滑块在运动过程中电量保持不变,设滑块与弹簧接触过程没有机械能损失,弹簧始终处在弹性限度内,重力加速度大小为g。
![]()
(1)求滑块从静止释放到与弹簧上端接触瞬间所经历的时间t1
(2)若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最大速度大小为vm,求滑块从静止释放到速度大小为vm过程中弹簧的弹力所做的功W;
(3)从滑块静止释放瞬间开始计时,请在乙图中画出滑块在沿斜面向下运动的整个过程中速度与时间关系v-t图象。图中横坐标轴上的t1、t2及t3分别表示滑块第一次与弹簧上端接触、第一次速度达到最大值及第一次速度减为零的时刻,纵坐标轴上的v1为滑块在t1时刻的速度大小,vm是题中所指的物理量。(本小题不要求写出计算过程)
答案:(1)
; (2)
;
(3) ![]()
解析:本题考查的是电场中斜面上的弹簧类问题。涉及到匀变速直线运动、运用动能定理处理变力功问题、最大速度问题和运动过程分析。
(1)滑块从静止释放到与弹簧刚接触的过程中作初速度为零的匀加速直线运动,设加速度大小为a,则有 qE+mgsin
=ma
①
②
联立①②可得
③
(2)滑块速度最大时受力平衡,设此时弹簧压缩量为
,则有
④
从静止释放到速度达到最大的过程中,由动能定理得
⑤
联立④⑤可得
s
(3)如图
![]()
2.(09·江苏物理·9)如图所示,两质量相等的物块A、B通过一轻质弹簧连接,B足够长、放置在水平面上,所有接触面均光滑。弹簧开始时处于原长,运动过程中始终处在弹性限度内。在物块A上施加一个水平恒力,A、B从静止开始运动到第一次速度相等的过程中,下列说法中正确的有 ( BCD )
A.当A、B加速度相等时,系统的机械能最大
B.当A、B加速度相等时,A、B的速度差最大
C.当A、B的速度相等时,A的速度达到最大
D.当A、B的速度相等时,弹簧的弹性势能最大
![]()
解析:处理本题的关键是对物体进行受力分析和运动过程分析,使用图象处理则可以使问题大大简化。对A、B在水平方向受力分析如图,F1为弹簧的拉力;当加速度大小相同为a时,对A有
,对B有
,得
,在整个过程中A的合力(加速度)一直减小而B的合力(加速度)一直增大,在达到共同加速度之前A的合力(加速度)一直大于B的合力(加速度),之后A的合力(加速度)一直小于B的合力(加速度)。两物体运动的v-t图象如图,tl时刻,两物体加速度相等,斜率相同,速度差最大,t2时刻两物体的速度相等,A速度达到最大值,两实线之间围成的面积有最大值即两物体的相对位移最大,弹簧被拉到最长;除重力和弹簧弹力外其它力对系统正功,系统机械能增加,tl时刻之后拉力依然做正功,即加速度相等时,系统机械能并非最大值。
两年高考·精选(2008-2009)
考点1 基本规律及应用
1.(09·江苏物理·7)如图所示,以
匀速行驶的汽车即将通过路口,绿灯还有2 s将熄灭,此时汽车距离停车线18m。该车加速时最大加速度大小为
,减速时最大加速度大小为
。此路段允许行驶的最大速度为
,下列说法中正确的有
(
AC )
A.如果立即做匀加速运动,在绿灯熄灭前汽车可能通过停车线
B.如果立即做匀加速运动,在绿灯熄灭前通过停车线汽车一定超速
C.如果立即做匀减速运动,在绿灯熄灭前汽车一定不能通过停车线
D.如果距停车线
处减速,汽车能停在停车线处
解析:熟练应用匀变速直线运动的公式,是处理问题的关键,对汽车运动的问题一定要注意所求解的问题是否与实际情况相符。如果立即做匀加速直线运动,t1=2s内的位移
=20m>18m,此时汽车的速度为
12m/s<12.5m/s,汽车没有超速,A项正确;如果立即做匀减速运动,速度减为零需要时间
s,此过程通过的位移为
6.4m,C项正确、D项错误。
10. 设
、
为常数,
:把平面上任意一点 (
,
)映射为函数
(1)证明:不存在两个不同点对应于同一个函数;(2)证明:当
时,
,这里t为常数;(3)对于属于M的一个固定值
,得
,在映射F的作用下,M1作为象,求其原象,并说明它是什么图象?
9.已知定义域为[0,1]的函数f(x)同时满足:(1)对于任意x∈[0,1],总有f(x)≥0;(2)f(1)=1(3)若
,
,
,则有
(Ⅰ)试求f(0)的值;(Ⅱ)试求函数f(x)的最大值;(Ⅲ)试证明:满足上述条件的函数f(x)对一切实数x,都有f(x)≤2x..
8.已知
定义域为
,且对任意的
、
,恒有
,
时,
.(1)求
的值,并证明
;(2)求证:在
的定义域内恒有
.
7. 绿缘商店每月向工厂按出厂价每瓶3元购进一种饮料。根据以前的统计数据,若零售价定为每瓶4元,每月可销售400瓶;若每瓶售价每降低0.05元,则可多销售40瓶。请你给该商店设计一个方案:每月的进货量当月销售完,销售价应定为多少元和从工厂购进多少瓶时,才可获得最大的利润?
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