图19
(1)两块平行金属板之间的电势差; (2)微粒落在B板上所形成的图形的半径; (3)微粒落在金属板B上时的速率.
【名师解析】 (1)两块平行金属板之间的电势差U=Ed.
(2)初速度方向沿平行A板喷出的微粒水平位移最大且大小相等,等于微粒落在B板上所形成的图形的半径R.沿平行A板喷出的微粒做类平抛运动,则:
1qER=vt,d=at2,a= 2m联立解得:R=v
2dm
. qE
11
(3)由动能定理得:qEd=mv′2-mv2
22解得:v′=
2qEd
+v2. m
4.(10分)如图20所示,绝缘光滑水平轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接,圆弧的半径R=0.40 m.在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度E=1.0×104 N/C.现有一质量m=0.10 kg的带电体(可视为质点)放在水平轨道上与B端距离x=1.0 m的位置,由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动,当运动到圆弧形轨道的C端时,速度恰好为零.已知带电体所带电荷量q=8.0×10-5 C,g取10 m/s2,求:
图20
(1)带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧形轨道的压力;
(2)带电体沿圆弧形轨道从B端运动到C端的过程中,摩擦力所做的功.
【参考答案】 (1)5.0 N,方向竖直向下 (2)-0.72 J
【名师解析】 (1)设带电体在水平轨道上运动的加速度大小为a,根据牛顿第二定律有
qE=ma,
qE
解得a==8.0 m/s2
m
设带电体运动到B端的速度大小为vB,则vB2=2ax 解得vB=2ax=4.0 m/s
设带电体运动到圆弧形轨道的B端时受到的轨道的支持力为FN, mvB2
根据牛顿第二定律有FN-mg=
RmvB2
解得FN=mg+=5.0 N
R
根据牛顿第三定律可知,带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧形轨道的压力大小FN′=FN=5.0 N,方向竖直向下.
(2)因电场力做功与路径无关,所以带电体沿圆弧形轨道从B到C运动过程中,
电场力所做的功W电=qER=0.32 J
设带电体沿圆弧形轨道从B到C运动过程中摩擦力所做的功为Wf,对此过1
程根据动能定理有W电+Wf-mgR=0-mvB2,解得Wf=-0.72 J.
2
专题15 计算题解题方法与技巧 【2019年高考考纲解读】
物理计算题历来是高考拉分题,试题综合性强,涉及物理过程较多,所给物理情境较复杂,物理模型较模糊甚至很隐蔽,运用的物理规律也较多,对考生的各项能力要求很高,为了在物理计算题上得到理想的分值,应做到细心审题、用心析题、规范答题.
【高考题型示例】
技巧一、细心审题,做到一“看”二“读”三“思” 1.看题
“看题”是从题目中获取信息的最直接的方法,一定要全面、细心,看题时不要急于求解,对题中关键的词语要多加思考,搞清其含义,对特殊字、句、条件要用着重号加以标注;不能错看或漏看题目中的条件,重点要看清题中隐含的物理条件、括号内的附加条件等.
2.读题
“读题”就是默读试题,是物理信息内化的过程,它能解决漏看、错看等问题.不管试题难易如何,一定要怀着轻松的心情去默读一遍,逐字逐句研究,边读边思索、边联想,以弄清题中所涉及的现象和过程,排除干扰因素,充分挖掘隐含条件,准确还原各种模型,找准物理量之间的关系.
3.思题
“思题”就是充分挖掘大脑中所储存的知识信息,准确、全面、快速思考,清楚各物理过程的细节、内在联系、制约条件等,进而得出解题的全景图.
【例1】 某工厂为实现自动传送工件设计了如图所示的传送装置,由一个水平传送带AB和倾斜传送带CD组成.水平传送带长度LAB=4 m,倾斜传送带长度LCD=4.45 m,倾角为θ=37°.传送带AB和CD通过一段极短的光滑圆弧板过渡.AB传送带以v1=5 m/s的恒定速率顺时针运转,CD传送带静止.已知工件与传送带之间的动摩擦因数均为μ=0.5,重力加速度g=10 m/s2.现将一
个工件(可视为质点)无初速度地放在水平传送带最左端A点处.已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:
(1)工件从A端开始第一次被传送到CD传送带上,工件上升的最大高度和从开始到上升到最大高度的过程中所用的时间.
(2)要使工件恰好被传送到CD传送带最上端,CD传送带沿顺时针方向运转的速度v2的大小.(v2 【思路点拨】“看题”时要注意: ①AB传送带顺时针运转,第(1)问中CD传送带静止,第(2)问中CD传送带顺时针运转; ②工件与传送带之间的动摩擦因数均为μ=0.5; ③工件无初速度地放在水平传送带最左端. “读题”时可获取的信息:工件放到水平传送带上后在摩擦力作用下做匀加速运动,需要先判断匀加速运动的位移与水平传送带长度的关系. “思题”时应明确: ①若匀加速运动的位移大于或等于水平传送带的长度,工件一直加速;若匀加速运动的位移小于水平传送带的长度,则工件先加速到等于传送带的速度后做匀速运动.工件滑上静止的传送带后在重力和滑动摩擦力作用下做匀减速运动. ②可利用牛顿第二定律、匀变速直线运动规律列方程解得第(2)问中CD传送带沿顺时针方向运转的速度v2的大小. (2)CD传送带以速度v2顺时针运转,工件滑上CD传送带时的速度大于v2,滑动摩擦力沿CD传送带向下,工件减速上滑,加速度大小仍为a2;当工件的速度减小到小于v2时,滑动摩擦力沿CD传送带向上,设此时工件的加速度大小为a3,两个过程的位移大小分别为s3和s4,则由受力分析(图丙)以及牛顿第 22 二定律可得-2a2s3=v22-v1,mgsin θ-μN2=ma3,-2a3s4=0-v2,LCD=s3+ s4 解得v2=4 m/s. 技巧二 用心析题,做到一“明”二“析”三“联” 1.明过程——快速建模 在审题已获取一定信息的基础上,要对研究对象的各个运动过程进行剖析,