高中物理计算题专题(8页).doc

-高中物理计算题专题-第 4 页09、计算题专题课程内容：1. 计算题特点及解题技巧2. 实例及练习一、专题讲解计算题分两种：第一种是力学范围内的综合计算题在研究物体运动的过程中，考查了运动学、动力学、功能关系等问题，是力学问题的综合。第二种是考查电场、磁场中运动的带电粒子的综合性问题，不管何种形式的计算题，其基本情况都可以归结为力和运动的关系问题，只要分祈清楚受力情况和运动情况，找出各个分过程的运动情况，对各个分过程列出相应的公式，注意分过程的连接点即是解决问题的关键点。常见计算题的审题技巧1.认事、细致，全面寻找信息审题时应认真仔细，对题目文字和插图中的一些关键之处要细微考察，有些信息，不但要从题述文字中获得，还应从题目附图中查找，即要多角度、无遗漏地收集题目的信息。2咬文嚼字，把握关键信息所谓“咬文嚼字”，就是读题时对题目中的关键字句反复推敲，正确理解其表达的物理意义，在头脑中形成一幅清晰的物理图景，建立起正确的物理模型，形成解题途径，对于那些容易误解的关键词语，如“变化量”与“变化率”，“增加了多少”与“增加到多少”，表现极端情况的“刚好”、“恰能”、“至多”、“至少”等，应特别注意，最好在审题时作上记号3深入推敲，挖掘隐含信息反复读题审题，既要综合全局，又要反复推敲，从题目的字里行间挖掘出一些隐含的信息，利用这些隐含信息，梳理解题思路和建立辅助方程4分清层次，排除干扰信息干扰信息往往与解题的必备条件混杂在一起，若不及时识别它们，就容易误人歧途，只有大胆地摒弃干扰信息，解题才能顺利进行5纵深思维，分析临界信息临界状态是物理过程的突变点，在物理问题中又因其灵活性大、隐蔽性强和可能性结论多而稍不留心就会导致错解和漏解因此，解决此类问题时，要审清题意，充分还原题目的物理情境和物理模型，找出转折点，抓住承前启后的物理量，确定其临界值【例1】甲、乙两物体相距s，在同一直线上同方向做匀减速运动，速度减为零后就保持静止不动。甲物体在前，初速度为v1，加速度大小为a1。乙物体在后，初速度为v2，加速度大小为a2且知v1<v2，但两物体一直没有相遇，求甲、乙两物体在运动过程中相距的最小距离为多少？【例2】相距为20cm的平行金属导轨倾斜放置，如图1，导轨所在平面与水平面的夹角为，现在导轨上放一质量为330g的金属棒ab，它与导轨间动摩擦系数为，整个装置处于磁感应强度B=2T的竖直向上的匀强磁场中，导轨所接电源电动势为15V，内阻不计，滑动变阻器的阻值可按要求进行调节，其他部分电阻不计，取，为保持金属棒ab处于静止状态，求：（1）ab中通入的最大电流强度为多少？（2）ab中通入的最小电流强度为多少？【例3】带负电的小物体在倾角为的绝缘斜面上，整个斜面处于范围足够大、方向水平向右的匀强电场中，如图1.04所示。物体A的质量为m，电量为-q，与斜面间的动摩擦因素为，它在电场中受到的电场力的大小等于重力的一半。物体A在斜面上由静止开始下滑，经时间t后突然在斜面区域加上范围足够大的匀强磁场，磁场方向与电场强度方向垂直，磁感应强度大小为B，此后物体A沿斜面继续下滑距离L后离开斜面。（1）物体A在斜面上的运动情况？说明理由。（2）物体A在斜面上运动过程中有多少能量转化为内能？（结果用字母表示）【例4】侦察卫星在通过地球两极上空的圆轨道上运行，它的运行轨道距地面高为h，要使卫星在一天的时间内将地面上赤道各处在日照条件下的情况全部都拍摄下来，卫星在通过赤道上空时，卫星上的摄影像机至少应拍地面上赤道圆周的弧长是多少？设地球半径为R，地面处的重力加速度为g，地球自转的周期为T。二、练习提升【练1】小华、小刚共同设计了图甲所示的实验电路，电路中的各个器材元件的参数为：电池组(电动势约6 V，内阻r约3 )、电流表(量程2OA，内阻rA=O8 )、电阻箱R，(O999 )、滑动变阻器R2(0Rt)、开关三个及导线若干。他们认为该电路可以用来测电源的电动势、内阻和R2接入电路的阻值。 (1)小华先利用该电路准确地测出了R2接入电路的阻值。 他的主要操作步骤是：先将滑动变阻器滑片调到某位置，接着闭合S1、S2，断开S1，读出电流表的示数I；再闭合S、Sl，断开S，调节电阻箱的电阻值为36 时，电流表的示数也为I。 此时滑动变阻器接入电路的阻值为 。 (2) 小刚接着利用该电路测出了电源电动势和内电阻。 他的实验步骤为： a在闭合开关前，调节电阻R1或R2至 (选填“最大值”或“最小值”)，之后闭合开关S，再闭合 (选填"S1”或“S2”)； B调节电阻 (选填“R1”或"R2”)，得到一系列电阻值尺和电流，的数据； c断开开关，整理实验仪器。 图乙是他南实验数据绘出的图像，图像纵轴截距与电源电动势的乘积代表 ，电源电动势E V，内阻r 。(计算结果保留两位有效数字)【练2】如图甲所示带斜面的足够长木板P，质量M=3 kg静止在水平地面上，其右侧靠竖直墙壁，倾斜面BC与水平面AB的夹角。两者平滑对接。t=O s时，质量m=1 kg、可视为质点的滑块Q从顶点C由静止开始下滑，图乙所示为Q在O6 s内的速率v随时间t变化的部分图线。已知P与Q间的动摩擦因数是P与地面间的动摩擦因数的5倍，sin370=06，cos370=O8，g取10 ms2。求： (1)木板P与地面间的动摩擦因数。 (2)t=8 s时，木板P与滑块Q的速度大小。 (3)O8 s内，滑块Q与木板P之间因摩擦而产生的热量。甲 乙【练3】如图所示，带正电的绝缘小滑块A，被长R=04 m的绝缘细绳竖直悬挂，悬点O距水平地面的高度为3 R；小滑块B不带电位于O点正下方的地面上。长L=2 R的绝缘水平传送带上表面距地面的高度h=2 R，其左端与O点在同一竖直线上，右端的右侧空间有方向竖直向下的匀强电场。在。点与传送带之间有位置可调的固定钉子(图中未画出)，当把A拉到水平位置由静止释放后，因钉子阻挡，细绳总会断裂，使得A能滑上传送带继续运动，若传送带逆时针匀速转动，A刚好能运动到传送带的右端。已知绝缘细绳能承受的最大拉力是A重力的5倍，A所受电场力大小与重力相等，重力加速度g=10ms2，A、B均可视为质点，皮带传动轮半径很小，A不会因绳断裂而损失能量、也不会因摩擦而损失电荷量。试求： (1)钉子距O点的距离的范围。 (2)若传送带以速度v0=5 ms顺时针匀速转动，在A刚滑到传送带上时，B从静止开始向右做匀加速直线运动，当A刚落地时，B恰与A相碰。试求B做匀加速运动的加速度大小(结果可用根式表示)【练4】如图所示电路中，R2、R3是定值电阻，R1是滑动变阻器，当R1的滑片P从中点向右端滑动时，各个电表的示数怎样变化？【练5】如图所示，光滑绝缘的细圆管弯成半径为R的半圆形，固定在竖直面内，管口B、C的连线是水平直径现有一带正电的小球(可视为质点)从B点正上方的A点自由下落，A、B两点间距离为4R从小球进入管口开始，整个空间突然加一匀强电场，电场力在竖直向上的分力大小与重力大小相等，结果小球从管口C处脱离圆管后，其运动轨迹经过A点设小球运动过程中带电量没有改变，重力加速度为g，求：(1)小球到达B点的速度大小；(2)小球受到的电场力的大小； (3)小球经过管口C处时对圆管壁的压力09、计算题专题答案一、 专题讲解【例1】解析：若是，说明甲物体先停止运动或甲、乙同时停止运动。在运动过程中，乙的速度一直大于甲的速度，只有两物体都停止运动时，才相距最近，可得最近距离为若是，说明乙物体先停止运动那么两物体在运动过程中总存在速度相等的时刻，此时两物体相距最近，根据，求得在t时间内甲的位移乙的位移代入表达式求得【例2】导体棒ab在重力、静摩擦力、弹力、安培力四力作用下平衡，由图2中所示电流方向，可知导体棒所受安培力水平向右。当导体棒所受安培力较大时，导体棒所受静摩擦力沿导轨向下，当导体棒所受安培力较小时，导体棒所受静摩擦力沿导轨向上。（1）ab中通入最大电流强度时受力分析如图2，此时最大静摩擦力沿斜面向下，建立直角坐标系，由ab平衡可知，x方向：y方向：由以上各式联立解得：（2）通入最小电流时，ab受力分析如图3所示，此时静摩擦力，方向沿斜面向上，建立直角坐标系，由平衡有：x方向：y方向：联立两式解得：由【例3】（1）物体A在斜面上受重力、电场力、支持力和滑动摩擦力的作用，<1>小物体A在恒力作用下，先在斜面上做初速度为零的匀加速直线运动；<2>加上匀强磁场后，还受方向垂直斜面向上的洛伦兹力作用，方可使A离开斜面，故磁感应强度方向应垂直纸面向里。随着速度的增加，洛伦兹力增大，斜面的支持力减小，滑动摩擦力减小，物体继续做加速度增大的加速运动，直到斜面的支持力变为零，此后小物体A将离开地面。（2）加磁场之前，物体A做匀加速运动，据牛顿运动定律有：解出A沿斜面运动的距离为：加上磁场后，受到洛伦兹力随速度增大，支持力减小，直到时，物体A将离开斜面，有：物体A在斜面上运动的全过程中，重力和电场力做正功，滑动摩擦力做负功，洛伦兹力不做功，根据动能定理有：物体A克服摩擦力做功，机械能转化为内能：【例4】解析：设卫星周期为T1，那么：又有地球自转角速度为在卫星绕行地球一周的时间T1内，地球转过的圆心角为那么摄像机转到赤道正上方时摄下圆周的弧长为由得二、练习提升【练1】【练2】【练3】【练4】R1的滑片P从中点向右端滑动,A1A2V1V2V3【练5】解：(1)小球从开始自由下落到到达管口B的过程中机械能守恒，故有： (2分)到达B点时速度大小为 (2分)(2)设电场力的竖直分力为Fy ，水平分力为Fx，则Fy=mg(方向竖直向上).小球从B运动到C的过程中，由动能定理得： (2分)小球从管口C处脱离圆管后，做类平抛运动，其轨迹经过A点，有 (2分) (2分)联立解得：Fx=mg (2分)电场力的大小为： (2分) (3)小球经过管口C处时，向心力由Fx和圆管的弹力N提供，设弹力N的方向向左，则 (2分) 解得： N=3mg(方向向左) (2分)根据牛顿第三定律可知，小球经过管口C处时对圆管的压力为，方向水平向右 (2分)