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高中物理分类讨论集合

一、力学综合题1.3.(2010年广州二模36)(16分)如图9所示,绝缘水平面上相距L =1.6m 的空间内存在水平向左的匀强电场E ,质量m =0.1kg 、带电量q =1×10-7C 的滑块(视为质点)以v 0=4m/s 的初速度沿水平面向右进入电场区域,滑块与水平面间的动摩擦因数μ=0.4(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等)。

(g 取10m/s 2)(1)如果滑块不会离开电场区域,电场强度E 的取值范围多大。

(2)如果滑块能离开电场区域,试在W —F 坐标中画出电场力对滑块所做的功W 与电场力F 的关系图象。

2.(2010年广州一模36)(18分)如图18所示的凹形场地,两端是半径为L 的1/4圆弧面,中间是长尾4L 的粗糙水平面。

质量为3m 的滑块乙开始停在水平面的中点O 处,质量为m 的滑块甲从光滑圆弧面顶端A 处无初速度滑下,进入水平面内并与乙发生碰撞,碰后以碰前一半的速度反弹。

已知甲、乙与水平面的动摩擦因数分别为μ1、μ2,且μ1=2μ2,甲、乙的体积大小忽略不计。

求:(1)甲与乙碰撞前的速度。

(2)碰后瞬间乙的速度。

(3)甲、乙在O 处发生碰撞后,刚好不再发生碰撞,则甲、乙停在距B 点多远处。

2 13456 W/×10-1J F /×-1N7 -0.4-0.8 O -1.2 -1.6-2.0 8 Lv 0 E图93.(2010年深圳市二模35)(18分)如图所示,MN 为3m 宽的小沟,M 点左侧1m 处有一5m 高的平台与半径为1.25m 的14圆弧底部相切,平台表面与圆轨道都光滑,一质量为3kg 的B 球静止在平台上.现让一小球A 从圆弧左侧与圆心等高处静止释放,A 球下滑至平台并与B 球发生碰撞.A 、B 两球可视为质点,g =10m/s 2.求:(1)A 球到达圆弧底端时的速度;(2)要使碰后两球刚好落在小沟两侧,A 球的可能质量.4.(2011年广州市一模36)(18分)如图,绝缘水平地面上有宽L =0.4m 的匀强电场区域,场强E = 6×105N/C 、方向水平向左.不带电的物块B 静止在电场边缘的O 点,带电量q = 5×10-8C 、质量m A =1×10-2kg 的物块A 在距O 点s =2.25m 处以v 0=5m/s 的水平初速度向右运动,与B 发生碰撞,假设碰撞前后A 、B 构成的系统没有动能损失.A 的质量是B 的k (k >1)倍,A 、B 与水平面间的动摩擦因数都为μ=0.2,物块均可视为质点,且A 的电荷量始终不变,取g =10m/s 2.(1)求A 到达O 点与B 碰撞前的速度; (2)求碰撞后瞬间,A 和B 的速度;(3)讨论k 在不同取值范围时电场力对A 做的功.5.(2011年深圳市二模36)(18分)细管AB 内壁光滑、厚度不计,加工成如图所示形状,长L =0.8m 的BD 段固定在竖直平面内,其B 端与半径R =0.4m 的光滑圆弧轨道BP 平滑连接,CD 段是半径R =0.4m 的41圆弧, AC 段在水平面上,与长S =1.25m 、动摩擦因数μ=0.25的水平轨道AQ 平滑相连,管中有两个可视为质点的小球a 、b , m a =3m b .开始b 球静止,a 球以速度v 0向右运动,与b 球发生弹性碰撞之后,b 球能够越过轨道最高点P ,a 球能滑出AQ .(重力加速度g 取10m/s 22.45 ).求:(1)若v 0=4m/s ,碰后b 球的速度大小; (2)若v 0未知,碰后a 球的最大速度; (3)若v 0未知,v 0的取值范围.6.(2011年广州市二模36)如图,质量M =1kg 的木板静止在水平面上,质量m =1kg 、大小可以忽略的铁块静止在木板的右端。

设最大摩擦力等于滑动摩擦力,已知木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1,铁块与木板之间的动摩擦因数μ2=0.4,取g =10m/s 2.现给铁块施加一个水平向左的力F .(1)若力F 恒为8N ,经1s 铁块运动到木板的左端。

求:木板的长度(2)若力F 从零开始逐渐增加,且木板足够长。

试通过分析与计算,在图中作出铁块受到的摩擦力f 随力F 大小变化的图象/N左 右7.(2011年湛江市一模36).(18分)Array如图所示的轨道由半径为R的1/4光滑圆弧轨道AB、竖直台阶BC、足够长的光滑水平直轨道CD组成.小车的质量为M,紧靠台阶BC且上水平表面与B点等高.一质量为m的可视为质点的滑块自圆弧顶端A点由静止下滑,滑过圆弧的最低点B之后滑到小车上.已知M=4m,小车的上表面的右侧固定一根轻弹簧,弹簧的自由端在Q点,小车的上表面左端点P与Q点之间是粗糙的,滑块与PQ 之间表面的动摩擦因数为 ,Q点右侧表面是光滑的.求:(1)滑块滑到B点的瞬间对圆弧轨道的压力大小.(2)要使滑块既能挤压弹簧,又最终没有滑离小车,则小车上PQ之间的距离应在什么范围内?(滑块与弹簧的相互作用始终在弹簧的弹性范围内)8.(2012年广州市一模36)如图,木板A静止在光滑水平面上,其左端与固定台阶相距x.与滑块B(可视为质点)相连的细线一端固定在O点.水平拉直细线并给B一个竖直向下的初速度,当B到达最低点时,细线恰好被拉断,B从A右端的上表面水平滑入.A 与台阶碰撞无机械能损失,不计空气阻力.已知A的质量为2m,B的质量为m,A、B之间动摩擦因数为μ;细线长为L、能承受的最大拉力为B重力的5倍;A足够长,B不会从A表面滑出;重力加速度为g.(1)求B的初速度大小v0和细线被拉断瞬间B的速度大小v1(2)A与台阶只发生一次碰撞,求x满足的条件(3)x在满足(2)条件下,讨论A与台阶碰撞前瞬间的速度O A B C D E F H 9.(2012年揭阳一模36)如图所示,质量为M 的小球用长为R =0.45m 的细绳固定于O 点,从A (与O 点等高)处由静止释放,与O 点正下方B点处质量为2M 的物块弹性正碰。

重力加速度g =10m/s 2(1)求小球碰后能上升的高度h 。

(2)已知粗糙水平地面BC 及传送带的动摩擦因数均 为μ=0.2,传送带长为0.5l m =,顺时针匀速转动,速度大小为υ=2m/s ,DE 、EF 、FH 的长度均为S =0.4m 。

若要保证物块碰后能落入FH 间的沙坑内,求BC 间的长度L 。

10.(2012年六校联考36)如图,一个传送带倾斜放置,倾角=53α︒,传送带的动摩擦因数为=0.5μ,长度L=10m ,传送带沿顺时针方向转动,一个质量m=1kg 的物体1在光滑的平台上向右做匀速直线运动,速度大小为0v ,在平台末端,物体1和静止的相同质量的物体2发生弹性碰撞,碰撞后物体2水平抛出,当物体2运动到传送带上表面顶端A 点时,速度方向刚好和传送带上表面平行,即物体2无碰撞地运动到传送带上,已知斜面顶端与平台的高度差h=0.8m ,重力加速度210g m s =,sin 530.8=,cos530.6=。

求:(1)物体1的速度的大小0v 。

(2)如果传送带静止,求物体2在传送带上下滑时的加速度。

(3)讨论传送带的摩擦力对物体2做的功f W 与传送带转动速度v 的关系。

11.(2012清远市期末理综物理36)(18分)如图所示,水平桌面的右端有一质量为m 的物块B ,用长为L 的不可伸长的细线悬挂,B 对水平桌面压力刚好为零,水平桌面离地面的高度为h =5.0 m ,另一质量为3m 的物块A 在距水平桌面的右端s =4.0 m 处在g m F 3 (取g=10 m/s 2)水平推力向右运动,推到B 处时立即撤销F 并与B 发生弹性碰撞,已知A 与桌面间的动摩擦因数为μ=0.8,物块均可视为质点.(1)求A 与B 碰撞前的速度;(2)求碰撞后A 的落地点与桌面右端的水平距离x ;(3)要使物块A 与物块B 碰后,悬挂的细线始终有拉力,试求细线的长度L 的取值范围.12.(2012年执信月考36)(18分)图示为仓库中常用的皮带传输装置示意图,它由两台皮带传送机组成,一台水平传送,A 、B 两端相距3m ,另一台倾斜,传送带与地面的倾角θ= 37°, C 、D 两端相距4.45m , B 、C 相距很近.水平部分AB 以5m/s 的速率顺时针转动.将质量为10 kg 的一袋大米放在A 端,到达B 端后,速度大小不变地传到倾斜的CD 部分,米袋与传送带间的动摩擦因数均为0.5.试求:(1)若CD 部分传送带不运转,求米袋沿传送带所能上升的最大距离. (2)若要米袋能被送到D 端,求CD 部分顺时针运转的速度应满足的条件及米袋从C 端到D 端所用时间的取值范围.AF 3mm hL OBs二、电学综合题 1.(2011年肇庆市二模36)(18分)如图所示,一半径为r 的圆形导线框内有一匀强磁场,磁场方向垂直于导线框所在平面,导线框的右端通过导线接一对水平放置的平行金属板,两板间的距离为d . 在t =0时,圆形导线框中的磁感应强度B 从B 0开始均匀增大;同时,有一质量为m 、带电量为q 的液滴以初速度v 0水平向右射入两板间(该液滴可视为质点)。

该液滴恰能从两板间作匀速直线运动,然后液滴在电场强度大小恒定、方向未知、磁感应强度为B 1、宽为L 的(重力场、电场、磁场)复合场(磁场的上下区域足够大)中作匀速圆周周运动.求:(1)磁感应强度B 从B 0开始均匀增大时,试判断1、2两极板哪一块为正极板?磁感应强度随时间的变化率K=?(2)(重力场、电场、磁场)复合场中的电场强度方向如何?大小如何? (3)该液滴离开复合场时,偏离原方向的距离。

2.(2011年惠州市一模36)(18分)有一平行板电容器,内部为真空,两个电极板的间距为d ,每一个正方形电极板的长均为L ,电容器内有一均匀电场,U 为两个电极板间的电压,如图甲所示。

电子从电容器左端的正中央以初速v 0射入,其方向平行于电极板之一边,并打在图上的D 点。

电子的电荷以-e 表示,质量以m 表示,重力可不计。

回答下面各问题(用已知物理的字母表示)(1)求电子打到D 点瞬间的动能;(2)电子的初速v 0至少必须大于何值,电子才能避开电极板,逸出电容器外?(3)若电容器内没有电场,只有垂直进入纸面的均匀磁场,其磁感应强度为B ,电子从电容器左端的正中央以平行于电极板一边的初速v 0射入,如图乙所示,则电子的初速v 0为何值,电子才能避开电极板,逸出电容器外?Bd 12 v 0 B 1× × × × × × × × × × × × × × × × ×× × × × ××× L3.(2012年肇庆一模35)(18分)有一平行板电容器,内部为真空,两个极板的间距为d ,极板长为L ,极板间有一匀强电场,U 为两极板间的电压,电子从极板左端的正中央以初速0v 射入,其方向平行于极板,并打在极板边缘的D 点,如下图(甲)所示。

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