第1部分 专题12 三大观点的综合应用（课件+练习）-2020版高考二轮复习考前增分天天练物理

增分强化练 1．(2019·吉林长春二模)如图所示，质量为2m的半圆弧形绝缘凹槽放置在光滑的水平面上，凹槽部分放有cd和ef两个光滑圆形导轨，c与e端由导线连接，一质量为m的导体棒自ce端的正上方h处平行ce端进入凹槽，整个装置处于范围足够大的竖直方向的匀强磁场中，导体棒在槽内运动过程中与导轨接触良好．已知磁场的磁感应强度为B，导轨的间距与导体棒的长度均为L，导轨的半径为r，导体棒的电阻R，其余电阻均不计，重力加速度g，不计空气阻力． (1)求导体棒刚进入凹槽时速度和所受安培力的大小； (2)求导体棒从开始下落到最终静止的过程中克服安培力做的功； (3)若导体棒从开始下落到第一次通过导轨最低点的过程中产生的热量为Q，求导体棒第一次通过最低点时回路中的电功率． 解析：(1)设导体棒刚进入凹槽时的速度为v，根据动能定理可知mgh＝，解得v0＝mv 导体棒刚进入凹槽时，速度与磁感线平行，所受的安培力大小为0. (2)导体棒最终静止在凹槽轨道最低点，这一过程系统机械能减少量为：ΔE＝mg(h＋r) 根据能量守恒可得导体棒克服安培力做功为W＝ΔE，即W＝mg(h＋r)． (3)设导体棒第一次通过轨道最低点时速度为v，凹槽速度为v1，根据水平方向动量守恒可知：mv－2mv1＝0 根据能量守恒可知：mg(h＋r)＝＋Q×2mvmv2＋ 电路中感应电动势为：E＝BL(v＋v1) 回路中感应电流的电功率为：P＝ 解得P＝. 答案：(1)　0　(2)mg(h＋r) (3) 2．(2019·安徽合肥一模)如图所示，一对杂技演员荡秋千(均视为质点)，女演员由与悬点O1等高的A位置静止摆下，男演员从平台上D点静止摆下，某时刻女演员摆到最低点B时离开秋千，到达C点(男演员下摆的最低点)刚好被男演员接住，最后二者恰好摆回到平台D点．已知男、女演员均在同一竖直平面内运动，其质量分别为2m和m，其余质量忽略不计，秋千的绳长分别为l和2l，O1与O2等高，空气阻力不计，重力加速度为g.求： (1)女演员摆到最低点B的速度；[来源:Zxxk.Com] (2)O2D与竖直方向的夹角； (3)若男演员接住女演员用时t，此过程女演员对男演员的平均作用力． 解析：(1)对于女演员，从A运动到B时，设其速度大小为v，由机械能守恒定律得： mgl＝mv2 代入数据得：v＝. (2)设O2D和竖直方向的夹角为θ，男演员从平台上D点静止摆下至C点时，速度大小为vC， 由机械能守恒定律有： 2mg×2l×(1－cos θ)＝(2m)v 当女演员到达C点时刚好被男演员接住，最后二者恰好摆回到平台D点，可见男、女演员的共同速度大小也应该为vC. 男演员接住女演员的过程水平方向动量守恒，以水平向右为正方向，有： mv＋2mvC＝3mvC 代入数据得：cos θ＝，θ＝60° 若男演员接住女演员时两者速度方向相反，有： mv－2mvC＝3mvC 代入数值得：cos θ＝(不符合实际，舍去)． (3)女演员从B点离开秋千做平抛运动，到达C点的竖直速度大小为vy v＝2g(2l－l)＝2gl 设男演员对女演员的平均作用力大小为F，取竖直向上方向为正方向，对女演员，由动量定理： (F－mg)t＝mvy 解得：F＝mg＋ 根据牛顿第三定律，女演员对男演员的平均作用力大小为F＝mg＋，方向竖直向下． 答案：(1)，方向竖直向下 　(2)60°　(3)mg＋ 3．(2019·江西南昌模拟)如图所示，一工件用锁定装置P固定于光滑水平面上，其AB段是一半径为R的光滑圆弧轨道，BC段为粗糙水平轨道，二者相切于B点，整个轨道处于同一竖直平面内，在C处固定一根处于自然状态的轻质弹簧．一可视为质点的物块，其质量为m，在A点正上方某处由静止释放，从A点进入轨道，已知工件的质量M＝2m，重力加速度为g. (1)若释放高度h1＝2R，求物块第一次经过B点时的速度v0的大小； (2)解除锁定装置P，若释放高度h2＝7R，物块第一次压缩弹簧后恰好能返回到轨道上的A点处，设弹簧始终在弹性限度内，则此过程中，求： ①弹簧的最大弹性势能Ep； ②物块返回A点的途中，在圆轨道上的B点处受到的支持力的大小． 解析：(1)物块由静止释放到达B点，由动能定理得 mg(h1＋R)＝mv v0＝. (2)①物块从静止释放到第一次将弹簧压缩到最短时，物块与工件达到共同速度，由水平方向动量守恒可知，共同速度为0，由能量守恒定律得： mg(h2＋R)＝Wf＋Ep 物块从静止释放到第一次压缩弹簧后返回到轨道上的A点时，物块与工件达到共同速度，同样可知共同速度为0，由能量守恒定律得： mgh2＝2Wf 联立解得：Ep＝4.5mgR； ②物块第一次压缩弹簧返回到轨道上的A点的途中，当物块经过B点时，设物块和工件的速度大小分别为v1和v2，由系统水平