此资料由网络收集而来,如有侵权请告知上传者立即删除。资料共分享,我们负责传递知识。 第二篇解题能力突破 突破(三) 计算题的突破
1.航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器,其质量m=2 kg,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10 m/s2.
(1)第一次试飞,飞行器飞行t1=8 s时到达高度H=64 m.求飞行器所受阻力Ff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a1,由匀加速运动得 1H=a1t2
21
由牛顿第二定律F-mg-Ff=ma1 解得Ff=4 N.
(2)第二次飞行中,设失去升力时的速度为v1,此时上升的高度为h1,由匀加速运动得12h1=a1t2[
2
设失去升力后加速度为a2,上升的高度为h2 由牛顿第二定律mg+Ff=ma2 v1=a1t2
2v1
h2=
2a2
解得h=h1+h2=42 m.
(3)设失去升力下降阶段加速度为a3;恢复升力后加速度为a4,恢复升力时速度为v3 由牛顿第二定律mg-Ff=ma3 F+Ff-mg=ma4
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且+=h 2a32a4v3=a3t3
32
解得t3= s(或2.1 s).
2
32
答案:(1)4 N (2)42 m (3) s(或2.1 s)
2
2. 如图3-4所示,在x>0的空间中,存在沿x轴方向的匀强电场,电场强度E=10 N/C;在x<0的空间中,存在垂直xy平面方向的匀强磁场,磁感应强度B=0.5 T.一带负电的粒子(比荷q/m=160 C/kg),在x=0.06 m处的d点以v0=8 m/s的初速度沿y轴正方向
图3-4
开始运动;不计带电粒子的重力.求:
(1)带电粒子开始运动后第一次通过y轴时距O点的距离. (2)带电粒子进入磁场后经多长时间返回电场. (3)带电粒子运动的周期.
qE解析:(1)粒子在第一象限做类平抛运动(如右图所示),加速度a==1
m600 m/s2,运动时间t1=
2x33= s,沿y方向的位移y=v0t= m. a20025
(2)粒子通过y轴进入磁场时在x方向上的速度vx=at1=83 m/s,因此vx
tan θ==3,θ=60°.粒子在第二象限以O′为圆心做匀速圆周运动,圆
v0112πmπ
弧所对的圆心角为2θ=120°,运动时间t2=T=·= s.
33qB120
(3)粒子从磁场返回电场后的运动是此前由电场进入磁场运动的逆运动,经时间t3=t1,粒子的速度变为v0,此后重复前面的运动.可见,粒子在电、磁场中的运动具有周期性,其周期T=t1+t2+t3=?
3π?s. +
?100120?
答案:(1)
3π3π m (2) s (3)?+?s 25120?100120?
此资料由网络收集而来,如有侵权请告知上传者立即删除。资料共分享,我们负责传递知识。 3.如图3-5所示,一质量m=2 kg的物块从水平桌面上的A点以初速度v0=4 m/s向左滑行,物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.5,A点距弹簧所连接挡板位置B的距离xAB=0.2 m,当物块到达B点后将弹簧压缩到C点,最大压缩量为xBC=0.1 m,然后物块又被弹簧弹出,之后从桌边D点滑落.xAD=0.1 m,物块经光滑的过渡圆弧进入光滑斜面,斜面的底端与光滑的竖直圆轨道相切.桌面高0.5 m,圆轨道半径为0.4 m.(弹簧及挡板质量不计)
图3-5
(1)求弹簧的最大弹性势能; (2)求物块从桌边刚滑出时的速度大小; (3)分析物块能否达到圆轨道的顶端
解析:(1)A→C过程中对物块由动能定理,有: 1 -μmgxAC+W弹=0-mv2,
20解得:W弹=-13 J.
故弹簧的最大弹性势能Ep=-W弹=13 J.
1212
(2)A→C→D过程中对物块由动能定理,有:-μmg(xAC+xCD)=mv1-mv0,解得物
22块从桌边刚滑出时的速度大小为v1=3 m/s.
v2
(3)若物块恰能达到圆轨道的顶端,则由mg=m得达到顶端时的最小速度v=gR=2
Rm/s[
112
物块从桌边到圆轨道的顶端,由机械能守恒,有:mgh+mv21=2mgR+mv2,解得物块22在顶端的实际速度v2=3 m/s<2 m/s,故物块不能达到圆轨道的顶端. 答案:(1)13 J (2)3 m/s (3)不能
4. 如图3-6所示,倾角为37°的光滑绝缘的斜面上放着M=1 kg的导
图3-6