2020高考物理二轮复习计算题专项训练二含解析 4页

计算题专项训练(二)‎ ‎(时间:40分钟　分值:49分)‎ ‎1.(12分)2022年冬奥会将在北京举行,为训练运动员的判断力和身体应变力,在一直径为200 m的圆形滑冰场上,教练和运动员分别站在直径AB的两端。教练从A端沿冰面击出冰球的同时,运动员开始从B点沿直线做匀加速运动,在冰球离开圆形场地前拦住冰球。教练若沿AB方向以20 m/s的速度击出冰球,运动员不拦截冰球,球恰好能沿冰面滑到B点,sin 53°=0.8,g=10 m/s2。‎ ‎(1)求冰球与冰面间的动摩擦因数;‎ ‎(2)若教练沿与AB成53°角的方向以16 m/s的速度将冰球击出,为保证拦截成功,运动员的加速度至少多大?‎ 答案:(1)0.1　(2)‎20‎‎9‎ m/s2‎ 解析:(1)由A至B冰球做匀减速运动,μmg=ma 由运动学公式有0-v‎1‎‎2‎=-2ad 解得μ=0.1‎ ‎(2)由几何关系可得x球=dcos53°‎ x人=dsin53°‎ 设球到达圆周的时间为t,则有x球=v2t-‎1‎‎2‎at2‎ 解得t=12s或t=20s(舍去)‎ 设运动员加速度至少为a',则有x人=‎1‎‎2‎a't2‎ 解得a'=‎20‎‎9‎m/s2‎ ‎2.(17分)如图所示,一光滑细管ABC,AB段内有一压缩的轻质弹簧,上方有一质量m1=0.01 kg的小球1;BC段是半径R=1 m的四分之一圆弧细管,管口C的切线水平,并与长度l=1 m的粗糙直轨道CD平滑相接,小球与CD的动摩擦因数μ=0.3。现将弹簧插销K拔出,球1从管口C水平射出,通过轨道CD后与球2发生弹性正碰。碰后,球2立即水平飞出,落在E - 4 -‎ 点。球1刚返回管口C时恰好对管道无作用力,若球1最后也落在E点。(球1和球2可视为质点,g=10 m/s2)求:‎ ‎(1)碰后球1的速度、球2的速度;‎ ‎(2)球2的质量。‎ 答案:(1)4 m/s　2 m/s　(2)0.05 kg 解析:(1)球1刚返回管口C时恰好对管道无作用力,则重力提供向心力m1g=m1‎v‎12‎‎2‎R 球1在CD水平面上所受的摩擦力Ff=μFN=μm1g 球1从D→C过程,根据动能定理 ‎-Ffl=‎1‎‎2‎m1v‎12‎‎2‎‎-‎‎1‎‎2‎m1‎v‎11‎‎2‎ 由以上三式解得v11=4m/s,v12=‎10‎m/s。‎ 由于管道光滑,根据能量守恒,球1以速度v12从管口C出来 球1从C→D过程,根据动能定理 ‎-Ffl=‎1‎‎2‎m1v‎13‎‎2‎‎-‎‎1‎‎2‎m1‎v‎12‎‎2‎ 解得v13=2m/s 球1也落在E点,根据平抛运动的规律可知 v2=v13=2m/s。‎ ‎(2)1、2两球在D点发生弹性正碰,由题可知碰后球1的速度向左 根据动量守恒m1v10=-m1v11+m2v2‎ 根据能量守恒‎1‎‎2‎m1v‎10‎‎2‎‎=‎‎1‎‎2‎m1v‎11‎‎2‎‎+‎‎1‎‎2‎m2‎v‎2‎‎2‎ 由以上两式解得m2=0.05kg。‎ ‎3.(20分)如图所示,将某正粒子放射源置于原点O,其向各个方向射出的粒子速度大小均为v0,粒子质量均为m、电荷量均为q;在0≤y≤d的一、二象限范围内分布着一个匀强电场,方向与y轴正向相同,在d