思维训练物理每日一题.docx

1、思维训练物理每日一题【思维训练01】如图所示，半径R=04m的光滑半圆轨道与粗糙的水平面相切于A点，质量为m=1kg的小物体（可视为质点）在水平拉力F的作用下，从C点运动到A点，物体从A点进入半圆轨道的同时撤去外力F，物体沿半圆轨道通过最高点B后作平抛运动，正好落在C点，已知AC=2m，F=15N，g取10m/s2，试求：（1）物体在B点时的速度以及此时半圆轨道对物体的弹力；（2）物体从C到A的过程中，摩擦力做的功，【思维训练02】在勇气号火星探测器着陆的最后阶段，探测器降落到火星表面上，再经过多次弹跳才能停下来，假设探测器第一次落到火星表面弹起后，到达最高点时高度为h，速度方向是水平的，速度

2、的大小为v0,若不计火星大气阻力，将火星视为半径为r0的均匀球体，且已知火星的一个卫星的圆轨道的半径为r，周期为T，求探测器第二次落到火星表面时速度的大小，【思维训练03】如图径度系数为K的轻弹簧两端分别连接质量为m的物体A、B ，现通过跨过光滑滑轮的细绳在变力F作用下向上拉物体A匀加速运动，经时间t 物体B刚好离开地面（设整个过程中弹簧处于弹性限度内）。求：（1）此过程中物体A的加速度大小？（2）此过程中拉力F的最大值和最小值？（3）此过程中拉力F所做的功？【思维训练04】如图所示，一光滑斜面的直角点A处固定一带电量为+q，质量为m的绝缘小球，另一同样小球置于斜面顶点B处，已知斜面长为L，现

3、把上部小球从B点从静止自由释放，球能沿斜面从B点运动到斜面底端C处，求：（1）小球从B处开始运动到斜面中点D处时的速度？（2）小球运动到斜面底端C处时，球对斜面的压力是多大？【思维训练05】光滑绝缘水平面AB上有C、D、E三点CD长L1=10cm，DE长L2=2cm，EB长L3=9cm另有一半径R=0.1m的光滑半圆形金属导轨PM与水平面相连，P点接地，不计BP连接处能量损失现将两个带电量为-4Q和Q的物体（可视作点电荷）固定在C、D两点，如图所示将另一带电量为+q，质量m=1104kg的金属小球（也可视作点电荷）从E点静止释放，则（感应电荷的影响忽略不计）（1）小球在水平面AB运动过程中最大

4、加速度和最大速度对应的位置（2）若小球过圆弧的最高点后恰能击中放在C处的物体，则小球在最高点时的速度为多少？对轨道的压力为多大？（3）若不改变小球的质量而改变小球的电量q，发现小球落地点到B点的水平距离s与小球的电量q，符合下图的关系，则图中与竖直轴的相交的纵截距应为多大？（4）你还能通过图象求出什么物理量，其大小为多少？【思维训练06】如图所示，一质量为m的塑料球形容器放在水平桌面上，它的内部有一劲度系数为k的轻弹簧，弹簧直立地固定于容器内壁的底部，弹簧上端固定一只电荷量为q的带正电小球，小球质量也为m，与弹簧绝缘某时刻加一个场强大小为E、方向竖直向上的匀强电场试求：（1）从加上电场时刻起，

5、到容器对桌面压力减为零时止，电场力对小球做的功（2）容器对桌面压力为零时，小球的速度大小【思维训练07】如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图在Oxy平面的第一象限，存在以x轴y轴及双曲线y的一段（0xL，0yL）为边界的匀强电场I；在第二象限存在以x=L； x=2L；y=0；y=L为边界的匀强电场II两个电场大小均为E，不计电子所受重力。求从电场I的边界B点处由静止释放电子，电子离开MNPQ时的位置；由电场I的AB曲线边界处由静止释放电子离开MNPQ时的最小动能；若将左侧电场II整体水平向左移动（n1），要使电子从x=2L，y=0处离开电场区域II，在电场I区域内由静止释放电

6、子的所有位置【思维训练08】如图所示，一个木板放置在光滑的水平桌面上， A、B两个小物体通过不可伸长的轻绳相连，并且跨过轻滑轮，A物体放置在木板的最左端，滑轮与物体A间的细绳平行于桌面。已知木板的质量m1=20.0kg，物体A的质量m2=4.0kg，物体B的质量m3=1.0kg，物体A与木板间的动摩擦因数，木板长L=2m，木板与物体A之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。为了使A、B两个物体以及木板均保持静止状态，需要对木板施加水平向左的力F1，加以维持 （1）求这个力F1的大小； （2）为了使物体A随着木板一起向左运动，并且不发生相对滑动，现把力F1替换为水平向左的力

7、F2，求力F2的最大值； （3）现在用一个水平向左的力瞬间击打木板，并同时撤去力F1，使得物体B上升高度hB=1.0m（物体B未碰触滑轮）时，物体A刚好经过木板的最右端。求打击木板的这个力的冲量大小I。【思维训练09】如图所示，水平传送装置A、B两点间距离l= 7m，皮带运行的速度v0= 10m/so紧靠皮带(不接触)右侧有质量M =4kg、上表面与皮带等高的平板小车停在光滑水平面上,车上表面高h1 =1.6m。水平面右端的台阶高h2=0. 8m，台阶宽6=0. 7m，台阶右端C恰与半径R =5m的光滑圆弧轨道连接，C和圆心O的连线与竖直方向夹角。现有质量m=21kg的小物块，无初速地从A点放

8、到皮带上,物块与皮带间的动摩擦因数=0.35，与平板车间的动摩擦因数。已知物块由皮带过渡到平板车时速度不变,物块离开平板车后正好从光滑圆弧轨道的左端C点沿切线进人圆弧轨道；车与台阶相碰后不再运动(S取10m/s2，)。求：(1) 物块在皮带上滑动过程中因摩擦而产生的热量Q；(2) 物块在圆弧轨道最低点D对轨道的压力FN(3) 平板车上表面的长度L和B,C两点间的水平距离S0【思维训练10】粗糙绝缘的水平面附近存在一个平行于水平面的电场，其中某一区域的电场线与x轴平行，且沿x轴方向的电势与坐标值x的关系如下表格所示： 根据上述表格中的数据可作出如右的图像。现有一质量为0.10kg，电荷量为1.0

9、10-7C带正电荷的滑块（可视作质点），其与水平面的动摩擦因素为0.20。问： （1）由数据表格和图像给出的信息，写出沿x轴的电势与x的函数关系表达式。 （2）若将滑块无初速地放在x=0.10m处，则滑块最终停止在何处？ （3）在上述第（2）问的整个运动过程中，它的加速度如何变化？当它位于x=0.15m时它的加速度多大？ （4）若滑块从x=0.60m处以初速度v0沿-x方向运动，要使滑块恰能回到出发点，其初速度v0应为多大？【思维训练】解析1设A、B两点物体速度分别为VA、VB 水平面上摩擦力做功为WCA：F.AC+W=mVA2 /2 （1） 3分AB：mg.2R= mvB2 /2 mVA2

10、/2 （2） 3分 B点：FN+mg=mVB2/R .（3） 3分BC：物体做平抛运动，设运动时间为t AC=VB.t .（3）2分 2R=gt2/2 .（4）2分解以上个式得： VB = 5m/s .（5） 1分FN=525N （6） 1分W=-95J.（7） 1分2解：（19分）以表示20火星表面附近的重力加速度，表示火星的质量，表示火星的卫星的质量，表示火星表面处某一物体的质量，由万有引力定律和牛顿第二定律，有： . 4分. 4分设表示探测器第二次落到火星表面时的速度，它的竖直分量为，水平分量仍为，有 . 4分. 4分由 联立解得 ： 3分3、解：用力拉之前，设弹簧压缩X1 mg=KX1

11、 .（1）2分 物体B刚好离开地面时，设弹簧压缩X2 mg=KX2 .（2）2分 设此过程中物体A的加速度大小为a X1 + X2 =at2/2 （3）2分 由（1）（2）（3） a=4mg/Kt2 （4）1分 开始拉时，力F最小 Fmin+ KX1 mg=ma （5）3分 所以Fmin=4m2g/Kt2 .（6）1分 B恰好离地时，力F最大FmaxKX2 mg=ma .（7）3分所以Fmax=2mg+4m2g/Kt2 （8）1分 A开始运动时与B刚离开地面，簧弹簧形变相同，因此弹性势能不变。 此过程中拉力做共功W=mg（X1 + X2 ）+mv2/2（9）3分其中v=at .（10）1分解得

12、：W=2m2g2/K+8m5g2/K2t2 （11）. 1分45.67. eEL/4mv2 .（1 ） Lvt.（21） hat2 .（31） a .（1） 解得hL。即电子从P点射出。 设释放位置坐标为（x，y）eExmv2.（1） Lvt.（1） hat2 .（1） a.（1） 解得h.（1） 即所有从边界AB上静止释放的电子均从P点射出。 从边界AB出发到P点射出的全过程，由动能定理：Ek=eE(x+y).（1） 又y.（1） 故当x=y=L/2时，动能Ek有最小值Ek=eEL 设释放位置坐标为（x，y）eExmv.（1） Lvt.（1） yat2 .（1） a.（1） 解得： 8. （

13、1）对物体B受力分析如图1所示，根据共点力平衡条件 T1=m3g 1分对物体A和木板组成的整体受力分析如图2所示根据共点力平衡条件得 F1=T1 1分代入数据，由、得 F1=10N 1分（2）运动过程中，三个物体的加速度大小相等，设加速度大小为a。 对物体B受力分析如图3所示，根据牛顿第二定律 T2m3g= m3a 1分对物体A受力分析如图4所示，根据牛顿第二定律 fT2 = m2a 1分此时，f =m2g 1分代入数据，由、式得 a =2.0m/s2 2分 对木板受力分析如图5所示， 根据牛顿第二定律 F2f= m1a 1分 将加速度代入式得 F2= 60N1分 （3）由于木板与物体A之间的

14、最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物体A、B运动的加速度与（2）中的加速度相等。即a =2.0m/s2 设物体B上升高度hB=1.0m，所用时间为t，满足1分代入数据，解得 t =1.0s 1分设木板减速运动过程中的加速度为，对木板受力分析如图6所示根据牛顿第二定律 1分代入数据，解得 1分根据题意，物体B上升高度hB=1.0m过程中，木板向左运动的位移x=L+hB=3m 1分设：打击木板后的瞬间，木板的速度为v0，则：物体A刚好经过木板最右端时，木板的速度 1分对木板，根据运动学公式又有： 1分代入数据，解得 v0=3.5m/s 1分根据动量定理，有：I=m1v0-0 1分代入数据，解得 I=70Ns1分评分说明：本题共20分。第（1）问3分；第（2）问7分；第（3）问10分9.10.