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热点 08 比例法
比例法是指两个物理量之间存在着一定的比例关系,它们的比例系数是一个相等的
值。优点:省时,不需要复杂的运算。
例题1. (多选)几个水球可以挡住一颗子弹?《国家地理频道》的实验结果是:四个水球足够!
完全相同的水球紧挨在一起水平排列,子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动,恰好能穿出第
4个水球,则下列判断正确的是( )
A.子弹在每个水球中运动的时间不同
B.子弹在每个水球中的速度变化相同
C.子弹穿过第一个水球和第二个水球的速度之比是
D.子弹穿过第一个水球和第二个水球的时间之比是
【答案】AC
【解析】由题意得,子弹传出第四个水球的速度为零,所以整个过程可以看做是反向的初速度为零
的匀加速直线运动,子弹穿过每个水球的位移相同,所以根据初速度为零的匀变速直线运动规律可
知,穿过每个水球的速度比为 ,穿过每个水球的时间比为 。因此
穿过每个水球的速度变化和运动时间变化均不同。
故选AC。
例题2. (多选)如图甲所示,固定粗糙斜面的倾角为37°,与斜面平行的轻弹簧下端固定在C处,
上端连接质量为1kg的小滑块(视为质点),BC为弹簧的原长。现将滑块从A处由静止释放,在
滑块从释放至第一次到达最低点D(图中未画出)的过程中,其加速度a随弹簧的形变量x的变化
规律如图乙所示(取沿斜面向下为正方向),取sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度大小
g=10m/s2,下列说法正确的是( )A.弹簧的劲度系数为10N/m
B.滑块与斜面间的动摩擦因数为0.25
C.滑块从A点运动至B点,滑块的重力势能减少了1.6J
D.滑块从A点运动至D点,滑块的重力势能减少了4.8J
【答案】AD
【解析】AB.由图乙可知,当弹簧恢复原长时,物体加速度为 ,此时有
当弹簧被压缩 时,加速度为0,此时有
解得
故A正确,B错误;
C.由图乙可知,物块从A运动到B,物块运动距离 ,重力势能减少量为
故C错误;
D.由图乙可知,物块从A运动到D,物块运动距离 ,重力势能减少量为
故D正确。
故选AD。一、速度为零的匀变速直线的规律
二、具有相同加速度的物体所受合力与质量的比例关系
三、串并联的电阻产生的焦耳热的比例关系
四、相同电容器所带电荷量与电压的比例关系
五、弹簧弹力与形变量的比例关系
(建议用时:30分钟)
一、单选题
1.如图所示,彼此绝缘的同轴金属圆管和圆柱分别带上等量的异种电荷Q后,两导体间的电势差
为U,若两导体分别带上+2Q和-2Q的电荷,则它们间的电势差为( )
A.2U B.4U
C.8U D.16U
【答案】A
【解析】电容器所带的电荷量发生变化,可电容器的电容不变,由 可知,电容器所带电量变
为原来的2倍,则电势差也变为原来的2倍,即电势差为2U,因此A正确,BCD错误。
故选A。
2.两根由同种材料制成的均匀电阻丝 A、B并联在电路中,A的长度为 2L,直径为 d;B的 长度
也为 L,直径为 2d,那么通电后,A、B在相同的时间内产生的热量之比为
A.Q ∶Q =1∶8 B.Q ∶Q =8∶1
A B A B
C.Q ∶Q =1∶2 D.Q ∶Q =4∶1
A B A B
【答案】A
【解析】电阻丝 、 的长度之比为 ,直径比为 ,则横截面积比为 ,根据电阻定律知,电阻之比为
电阻丝 、 并联在电路中,电压相同,根据 可得电阻丝 、 的电流之比为:
根据 可知电阻丝 、 在相同的时间内热量之比为:
A.与分析相符,故A正确;
B.与分析不符,故B错误;
C.与分析不符,故C错误;
D.与分析不符,故D错误。
3.科技馆中的一个展品如图所示,在较暗处有一个不断均匀滴水的水龙头,在一种特殊的间歇闪
光灯的照射下,若调节间歇闪光间隔时间正好与水滴从A下落到B的时间相同,可以看到一种奇特
的现象,水滴似乎不再下落,而是像固定在图中的A、B、C、D四个位置不动,对出现的这种现象,
下列描述正确的是(g=10m/s2)( )
A.闪光的间隔时间是
B.水滴在下落过程中通过相邻两点之间的时间满足t <t <t
AB BC CD
C.水滴在相邻两点间的平均速度满足vAB:vBC:vCD=1:4:9
D.水滴在各点的速度之比满足v :v :v =1:3:5
B C D
【答案】A【解析】AB.若调节间歇闪光时间间隔正好与水滴从A下落到B的时间相同,看到水滴似乎不再下
落,知相邻两个点的时间间隔相等,根据 ,则
故A正确,B错误;
C.初速度为零的匀变速直线运动,在相邻相等时间内的位移之比为1:3:5,则平均速度之比
故C错误;
D.根据v=gt得
故D错误。
故选A。
4.如图所示为一轻质弹簧的弹力大小和弹簧长度的关系图象,根据图象判断,正确的结论是(
)
A.弹簧的劲度系数为1 N/m
B.弹簧的劲度系数为100 N/m
C.无法判断弹簧的原长
D.弹簧伸长0.2 m时,弹力的大小为4 N
【答案】B
【解析】AB.由图读出弹力为F=2N,弹簧的长度为L=4cm,弹簧压缩的长度
1 1
x=L-L=6cm-4cm=2cm=0.02m
1 0 1
由胡克定律得:弹簧的劲度系数为:故A错误,B正确;
C.由图读出,弹簧的弹力F=0时,弹簧的长度为L=6cm,即弹簧的原长为6cm,故C错误;
0
D.弹簧伸长0.2m时,弹力的大小为
F=kx=100×0.2=20N
故D错误;
故选B.
二、多选题
5.一竖直墙壁上 被分成四段相等的部分,一物体由A点从静止释放做自由落体运动,如图所
示,下列结论正确的是( )
A.物体到达各点的速率之比
B.物体通过每一部分时,其速度增量
C.物体从A到 的平均速度大小等于
D.物体从A到 的平均速度大小等于
【答案】AC
【解析】A.由自由落体运动规律可得
物体到达各点的速率与下落高度的二次方根成正比,故物体到达各点的速率之比为
A正确;
B.物体通过每一部分时,其速度增量为物体做匀加速直线运动,相同位移所用时间 逐渐减小,故通过每一部分的速度增量逐渐减小,B
错误;
CD.由自由落体位移公式可得
物体从A到B下落的高度为A到E下落的高度的 ,可知从A到B的时间为A到E的的时间的一半,
中间时刻的速度等于整段的平均速度,故物体从A到 的平均速度大小等于 ,小于 ,C正确,
D错误。
故选AC。
6.如图所示,水平地面上有两个完全相同的木块A、B,在水平推力F作用下运动,用F 代表
AB
A、B间的相互作用力,下列说法正确的是( )
A.若地面是完全光滑的,则F = F
AB
B.若地面是完全光滑的,则F < F
AB
C.若地面的动摩擦因数为μ,则F > F
AB
D.若地面的动摩擦因数为μ,则F = F
AB
【答案】AD
【解析】AB.若地面是光滑的,对整体运用牛顿第二定律得:整体的加速度
再对 运用牛顿第二定律得:
故A正确,B错误;
CD.若地面是粗糙的,动摩擦因数设为 ,对整体运用牛顿第二定律得:整体的加速度再对 运用牛顿第二定律得:
解得:
故C错误,D正确;
故选AD。
三、解答题
7.一小球由静止沿斜面以恒定的加速度滚下来,依次通过斜面上A、B、C三点,已知AB=1.2m,
AC=3.2m,小球通过AB、BC所用的时间均为1s,则:
(1)求出小球运动的加速度?
(2)小球通过A、B、C三点时的速度分别是多少?
(3)斜面A点以上部分至少有多长?
【答案】(1)0.8m/s2;(2)0.8 m/s ;1.6m/s;2.4m/s;(3)0.4m
【解析】(1)根据
可得加速度
(2)小球通过B点时的速度
小球通过A点的速度
小球通过C点的速度(3)根据
可得斜面A点以上部分长度
8.如图所示,光滑导轨 和 固定在竖直平面内,导轨间距为L,两端分别接有阻值分别为 、
两定值电阻,两导轨间有一边长为 的正方形区域 ,该区域内有磁感应强度大小为B,方
向垂直纸面向里的匀强磁场,一质量为m的金属杆与导轨相互垂直且接触良好,从 处由静止释
放,若金属杆离开磁场前已做匀速运动,其余电阻均不计。求:
(1)金属杆离开磁场前的瞬间流过 的电流大小和方向;
(2)金属杆离开磁场时速度的大小;
(3)金属杆穿过整个磁场过程中电阻 上产生的电热。
【答案】(1) ,方向从P到M;(2) ;(3)【解析】(1)设流过金属杆中的电流为I由平衡条件得
解得
所以R 中的电流大小为
1
方向从P到M;
(2)设杆匀速运动时的速度为v,由
又有
解得
(3)设金属杆穿过整个磁场过程中电路产生的热量为Q,根据动能定理得
解得
又根据
可知R 上产生的电热为
1