0  271072  271080  271086  271090  271096  271098  271102  271108  271110  271116  271122  271126  271128  271132  271138  271140  271146  271150  271152  271156  271158  271162  271164  271166  271167  271168  271170  271171  271172  271174  271176  271180  271182  271186  271188  271192  271198  271200  271206  271210  271212  271216  271222  271228  271230  271236  271240  271242  271248  271252  271258  271266  447090 

9、质量均为m的两个小物体A和B,静止放在足够长的水平面上,相距 L =12.5m。它们跟水平面间的动摩擦因数均为,其中A带电荷量为 q 的正电荷,与水平面的接触是绝缘的,B不带电。现在水平面附近空间加一水平向右的匀强电场,场强,A便开始向右运动,并与B发生多次对心碰撞,碰撞过程时间极短,每次碰撞后两物体交换速度,A带电量不变,B始终不带电。g 取10m/s2。试求

   (1)A与B第1次碰撞后B的速度大小;

   (2)A与B从第5次碰撞到第6次碰撞过程中B运动的时间;

(3)B运动的总路程。

本题是力电综合应用计算题,要会识别物理模型,巧用物理规律和数学知识解题

解析:(1)对A,根据牛顿第二定律 ,解得加速度 1m/s  

   根据公式  解得A与B碰前速度 m/s          

   碰撞交换速度,第1次碰后,A的速度为0,B的速度 m/s。

   (2)对B,根据牛顿第二定律,解得加速度大小m/s2 

   每次碰后B作匀减速运动,因其加速度大于A的加速度,所以B先停,之后A追上再碰,每次碰后A的速度均为0,然后加速再与B发生下次碰撞。   

   第1次碰撞:碰后B运动的时间             

   第2次碰撞:碰前A的速度为,则

         为第1次碰后B的位移,则

         由以上两式得

         碰后B的速度         

         碰后B运动的时间       

   以此类推,第5次碰撞后B运动的时间  

   (3)解法1:经过无数次碰撞,最终A、B停在一起;每次碰撞交换速度,说明碰撞过程无机械能损失,设B运动的总路程为x,根据能量守恒

          

   解得                             

   解法2:根据第(2)问的分析,经过n次碰撞后B的速度

   从第1次碰撞到第n次碰撞后B通过的总路程

  

   所以        

当时,即得B通过的总路程     

试题详情

7、如图所示,一位质量m=50kg参加“挑战极限运动”的业余女选手,要越过一宽度为s=3m的水沟,跃上高为h=1.8m的平台,采用的方法是:人手握一根长L=4.3m的轻质弹性杆一端。从A点由静止开始匀加速助跑,至B点时,杆另一端抵在O点的阻挡物上,接着杆发生形变。同时人蹬地后被弹起,到达最高点时杆处于竖直,人的重心恰位于杆的顶端,此刻人放开杆水平飞出,最终趴落到平台上,运动过程中空气阻力可忽略不计。(g取10m/s2)

(1)设人到达B点时速度vB=8m/s,人匀加速运动的加速度a=2m/s2,求助跑距离SAB。

(2)设人跑动过程中重心离地高度H=1.0m,在(1)问的条件下,在B点人蹬地弹起瞬间,人至少再做多少功?

本题是物理知识在体育运动中应用综合计算题

解析:(1)由             

(2)人飞出作平抛运动,在最高点最小速度为时恰好落在平台上。

水平:                       

竖直:                    

     

人蹬地瞬间做功为W

试题详情

6、如图所示,匀强电场区域和匀强磁场区域是紧邻的且宽度相等均为d,电场方向在纸平面内,而磁场方向垂直纸面向里,一带正电粒子从O点以速度V0沿垂直电场方向进入电场,在电场力的作用下发生偏转,从A点离开电场进入磁场,离开电场时带电粒子在电场方向的位移为电场宽度的一半,当粒子从C点穿出磁场时速度方向与进入电场O点时的速度方向一致,(带电粒子重力不计)求:

(1)粒子从C点穿出磁场时的速度v;

(2)电场强度E和磁感应强度B的比值E/B;

(3)粒子在电、磁场中运动的总时间。

本题是电磁偏转综合应用题型

解析:(1)粒子在电场中偏转:在垂直电场方向,平行电场分量

  

  

得

 粒子在磁场中做匀速圆周运动,故穿出磁场速度

(2)在电场中运动时 

得 

运动方向改变45°,运动半径R、

(1分) 又

 

得

(3)粒子在磁场中运动时间 ,

运动总时间t总=t+t’=

启示:本题是运动的合成与分解、带电粒子在电场、磁场中运动的一道综合题,解决本题主要是画出带电粒子的运动轨迹,求出电场强度,再根据牛顿定律求出其在磁场中的轨道半径。

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5、如图所示,在以O为圆心,半径为R=10cm的圆形区域内,有一个水平方向的匀强磁场,磁感应强度大小为B2=0.1T,方向垂直纸面向外。M、N为竖   直平行放置的相距很近的两金属板, S1、S2为M、N板上的两个小孔,且S1、S2跟O点在垂直极板的同一水平直线上。金属板M、N与一圆形金属线圈相连,线圈的匝数n=1000匝,面积S=0.2m2,线圈内存在着垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小随时间变化的规律为B1=B0+kt(T),其中B0、k为常数。另有一水平放置的足够长的荧光屏D,O点跟荧光屏D之间的距离为H=2R。比荷为

2×105 C/kg的正离子流由S1进入金属板

M、N之间后,通过S2向磁场中心射去,

通过磁场后落到荧光屏D上。离子的初

速度、重力、空气阻力及离子之间的作用力均可忽略不计。问:

(1)k值为多少可使正离子垂直打在荧

光屏上?

  (2)若k=0.45T/s,求正离子到达荧光

屏的位置。

本题是电偏转和磁偏转综合应用计算题

解析:(1) 正离子被AK之间的电场加速以速度v1进入磁场后做1/4圆离开磁场垂直打在荧光屏上,则半径cm ,由(2分)

由以上两式可得=30V

根据法拉第电磁感应定律,得T/s

   (2) V

(1分),   解得:r2=30cm

正离子进入磁场后的径迹如图所示,由几何知识可得

,即

所以,正离子到达荧光屏的位置B距中点O/的距离为

cm

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4、如图所示,半径R=0.8 m的四分之一光滑圆弧轨道竖直固定,轨道末端水平,其右方有横截面半径r=0.2 m的转筒,转筒顶端与轨道最低点B等高,下部有一小孔, 距 顶端h=0.8m,转筒的轴线与圆弧轨道在同一竖直平面内,开始时小孔也在这一平面内的图示位置。现使一质量m=0.1kg的小物块自最高点A由静止开始沿圆弧轨道滑下,到达轨道最低点B时转筒立刻以某一角速度匀速转动起来,且小物块最终正好进入小孔。不计空气阻力,g取l0m/s2,求:

(1)小物块到达B点时对轨道的压力大小;

(2)转筒轴线距B点的距离L;

(3)转筒转动的角速度ω

本题是力学综合计算含园轨道模型应用题

解析:(1)从A到B,只有重力做功,根据机械能守恒定律,得

             

在B点,根据牛顿第二定律有

 

代入数据解得FN=3N        

根据牛顿第三定律可知小物块到达B点时对轨道的压力为F/N=3N 

(2)滑块从B点开始做平抛运动,设滑块从B点到进入小孔的时间为t

,

L=r+vBt=(0.2+40.4)m=1.8m       

    (3)在小球平抛的时间内,圆桶必须恰好转整数转,小球才能钻入小孔

即……)(2分)(n=1,2,3……) 

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3、如图所示的平行板器件中,存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应强度,方向垂直纸面向里,电场强度,为板间中线。紧靠平行板右侧边缘坐标系的第一象限内,有一边界,教育博客与轴的夹角45°,边界线的上方有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度,边界线的下方有竖直向上的匀强电场,电场强度,教育博客一束带电量、质量kg的正离子从点射入平行板间,沿中线做直线运动,穿出平行板后从轴上坐标为(0,0.4m)的点垂直轴射入磁场区,多次穿越边界限.求: 

(1)离子运动的速度为多大?教育博客

(2)离子通过轴进入磁场到第二次穿越边界线所需的时间?教育博客

(3)离子第四次穿越边界线的位置坐标。教育博客

本题是带电粒子在复合电磁场中综合应用问题

解析:

      

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2、如图所示,两根平行长直金属导轨倾斜放置,导轨平面与水平面的夹角为q,导轨的间距为L,两导轨上端之间接有阻值为R的电阻。质量为m的导体棒ab垂直跨接在导轨上,接触良好,导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ,导轨和导体棒的电阻均不计,且。在导轨平面上的矩形区(如图中虚线框所示)域内存在着匀强磁场,磁场方向垂直导轨平面向上,磁感应强度的大小为B。当磁场以某一速度沿导轨平面匀速向上运动时,导体棒以速度v0随之匀速向上运动。设导体棒在运动过程中始终处于磁场区域内。求:

(1)通过导体棒ab的电流大小和方向;

(2)磁场运动的速度大小;

(3)维持导体棒匀速向上运动,外界在时间t内需提供的能量是多少?

本题是电磁感应部分双轨模型收尾速度计算应用问题

解析:(1)导体棒ab做匀速运动,受力平衡,设通过导体棒的电流为I,则

BIL=μmgcosq+mgsinq  解得 I=    

由左手定则判定,电流的方向由b到a                 

(2)当导体棒以恒定速度v0匀速运动时,设磁场运动的速度为v

则E=BL(v-v0)                            

通过导体棒的电流I=                      

导体棒受到的安培力F=BIL                     

解得  v=                  

(3)外界提供的能量一部分转化为电阻R中的焦耳热,一部分克服摩擦力和重力做功。

在时间t内产生的焦耳热Q =I2Rt=       

在时间t内导体棒上滑的距离                 

克服摩擦力和重力做功W克=            

在时间t内外界提供的能量  E=Q+W克                

解得E = 

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1、如图所示为我国“嫦娥一号卫星”从发射到进入月球工作轨道的过程示意图。在发射过程中,经过一系列的加速和变轨,卫星沿绕地球“48小时轨道”在抵达近地点P时,主发动机启动,“嫦娥一号卫星”的速度在很短时间内由v1提高到v2,进入“地月转移轨道”,开始了从地球向月球的飞越。“嫦娥一号卫星”在“地月转移轨道”上经过114小时飞行到达近月点Q时,需要及时制动,使其成为月球卫星。之后,又在绕月球轨道上的近月点Q经过两次制动,最终进入绕月球的圆形工作轨道I。已知“嫦娥一号卫星”质量为m0,在绕月球的圆形工作轨道I上运动的周期为T,月球的半径r月,月球的质量为m月,万有引力恒量为G。 

(1)求卫星从“48小时轨道”的近地点P进入“地月转移轨道”过程中主发动机对“嫦娥一号卫星”做的功(不计地球引力做功和卫星质量变化);  

(2)求“嫦娥一号卫星”在绕月球圆形工作轨道І运动时距月球表面的高度; 

(3)理论证明,质量为m的物体由距月球无限远处无初速释放,它在月球引力的作用下运动至距月球中心为r处的过程中,月球引力对物体所做的功可表示为W=Gm­月m/r。为使“嫦娥一号卫星”在近月点Q进行第一次制动后能成为月球的卫星,且与月球表面的距离不小于圆形工作轨道І的高度,最终进入圆形工作轨道,其第一次制动后的速度大小应满足什么条件?

本题是万有引力定律在人造卫星上的综合应用题型

解析:(1)根据动能定理,主发动机在嫦娥一号卫星进入地月转移轨道过程中对卫星做的功…………………………………………………………

(2)设“嫦娥一号卫星”在圆轨道І上运动时距月球表面的高度为h,根据万有引力定律和向心力公式有

…………

  解得:………………………………………

(3)设“嫦娥一号卫星”在近月点进行第一次制动后,在圆轨道І上运动的速度为u1,则

   ………………………………………………

   解得:………………………………………………

   设“嫦娥一号卫星”在通过近月点脱离月球引力束缚飞离月球的速度为u2,根据机械能守恒定律

   =0………………………………………………

   解得:u2=……………………………………………

   所以,“嫦娥一号卫星”在近月点进行第一次制动后的速度u应满足的条件是:

…………………………………

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20、如图所示,一小物块在粗糙斜面上的O点从静止开始下滑,在小物块经过的路径上有A.B两点,且,则小物块从A运动到B的过程中,下列说法正确的是:(   )

    A.O.A两点距离越大,摩擦力对物体的冲量越大

    B.O.A两点距离越大,摩擦力对物体的冲量越小

    C.O.A两点距离越大,物体的动能改变量越大

    D.O.A两点距离越大,物体的动能改变量越小

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同步练习册答案