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文檔簡介

1、1.距離水平地面h20 m高處以20 m/s的初速度水平拋出個小球,(空氣阻力不計,g取10 m/s2) 則:(1)小球在空中飛行的時間t為多少?(2)小球落地時速度v方向與水平方向的夾角為多少?(3)小球落地時的位移s的大小為多少?(答案可以用根號表示)2.如圖所示,在水平地面上放一質(zhì)量m=l kg的木塊,木塊與地面間的動摩擦因數(shù)=0.6,在水平力向上對木塊同時施加相互垂直的兩個拉力F1、F2,已知F1=6 NF2=8N,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,g取10m/s2。則: (1)木塊受到的摩擦力為多少? (2)若將F2逆時針轉(zhuǎn)900,此時木塊的加速度大小為多少? (3)若將F2順時針轉(zhuǎn)90

2、0,求術(shù)塊運(yùn)動t=2s時的位移大???3.一質(zhì)晨為m的物塊置于水平地面上,物塊與地面間的動摩擦因數(shù)為,然后用兩根繩A、B分別系在物塊的兩側(cè),如圖所樂,A繩水平,B繩與水平面成角,己知重力加速度g,求:(1)逐漸增大B繩的拉力,直到物塊對地面的壓力恰好為零,則此時A繩和B繩的拉力分別是多大: (2)將A繩剪斷,為了使物塊沿水平面做勻速直線運(yùn)動,在不改變B繩方向的情況下,B繩的拉力應(yīng)為多大。4.如圖所示,質(zhì)量m=60kg的高山滑雪運(yùn)動員,從A點由靜止開始沿滑雪道滑下,從B點水平飛出后又落在與水平面成傾角=37°的斜坡上C點已知A、B兩點間的高度差為h=25m,B、C兩點間的距離為s=75m

3、,已知sin37°=0.6,取g=10m/s2求:(1)運(yùn)動員從B點水平飛出時的速度大小;(2)運(yùn)動員從A點到B點的過程中克服摩擦力做的功5.宇航員站在某星球表面,從高h(yuǎn)處以初速度v0水平拋出一個小球,小球落到星球表面時,與拋出點的水平距離是x,已知該星球的半徑為R,引力常量為G,求(1)該星球的質(zhì)量M(2)該星球的第一宇宙速度6.三個完全相同的小球A、B、C,質(zhì)量滿足mA=mB=mC=2kg,靜止在光滑地面上并沿“一”字形依次排開如圖所示,用錘子輕輕敲擊A球,使之獲得一個向右的速度v0=4m/s,A、B兩球碰撞后粘合在一起,再與C球碰撞,最后C球獲得vC=2m/s的向右的速度(1)

4、求第一次碰撞后A、B兩球粘合在一起的共同速度;(2)第二次碰撞是不是彈性碰撞?(3)求兩次碰撞過程,系統(tǒng)損失的能量E7.如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy內(nèi),第1象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場,第象限以O(shè)N為直徑的半圓形區(qū)域內(nèi),存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子,從y軸正半軸上y=h處的M點,以速度v0垂直于y軸射入電場,經(jīng)x軸上x=2h處的P點進(jìn)入磁場,最后以速度v垂直于y軸射出磁場不計粒子重力求:(1)電場強(qiáng)度大小E;(2)粒子在磁場中運(yùn)動的軌道半徑;(3)粒子離開磁場時的位置坐標(biāo)8.在學(xué)校組織的趣味運(yùn)動會上,科技小組為大家提供了一個寓學(xué)于樂的游

5、戲如圖所示,將一質(zhì)量為0.2kg的鋼球放在O點,用彈射裝置將其彈出,其實沿著光滑的半環(huán)形軌道OA和AB運(yùn)動,BC段為一段長為L=2.5m的粗糙平面,DEFG為接球槽圓弧OA和AB的半徑分別為R1=0.2m,R2=0.4m,小球與BC段的動摩擦因數(shù)為=0.6,C點離接球槽的高度為h=1.25m,水平距離為x=0.5m,接球槽足夠大,求:(1)要使鋼球恰好不脫離圓軌道,鋼球在A點的速度多大?(2)(1)小題速度下運(yùn)動到B,在B位置對半圓軌道的壓力多大?(3)這小球能否落進(jìn)接球槽里?99如圖所示,區(qū)域、內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B,寬為1.5d,區(qū)域中磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1未

6、知,區(qū)域時無場區(qū),寬為d一個質(zhì)量為m,電荷量為q的帶正電粒子從磁場邊界上的A點與邊界成=60°角垂直射入?yún)^(qū)域的磁場,粒子恰好不從區(qū)域的右邊界穿出且剛好能回到A點,粒子重力不計,求:(1)區(qū)域中磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)B;(2)區(qū)域磁場的最小寬度L;(3)粒子從離開A點到第一次回到A點的時間t10如圖所示,虛線FG、MN、CD為在同一平面內(nèi)的水平直線邊界,在MN、CD間有垂直邊界的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)的大小E=1.5×105N/C,方向如圖,在FG、MN間有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.2T,已知電場和磁場沿邊界方向的長度均足夠長,電場在垂直邊界方向的寬度d1=0.20m,

7、在CD邊界上某點O處有一放射源,沿紙面向電場中各個方向均勻地輻射出速率均為v0=1.0×106m/s的某種帶正電粒子,粒子質(zhì)量m=6.4×1027kg,電荷量q=3.2×1019C,粒子可以無阻礙地通過邊界MN進(jìn)入磁場,不計粒子的重力及相互作用(1)求粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑;(2)要使所有粒子不從FG邊界射出,求磁場垂直邊界MN方向上的最小寬度d;(3)若磁場垂直邊界MN方向上的寬度為0.2m,求邊界FG上有粒子射出的長度范圍及粒子首次在磁場中運(yùn)動的最長時間11.如圖所示,一物體質(zhì)量m=2kg,在傾角=37°的斜面上的A點以初速度v0=3m/s下滑

8、,A點距彈簧上端B的距離AB=4m,當(dāng)物體到達(dá)B后將彈簧壓縮到C點,最大壓縮量BC=0.2m,然后物體又被彈簧彈上去,彈到的最高位置為D點,D點距A點AD=3m,擋板及彈簧質(zhì)量不計,g取10m/s2求:(1)物體與斜面間的動摩擦因數(shù);(2)彈簧的最大彈性勢能Epm12.如圖所示,xOy坐標(biāo)系中,在y軸右側(cè)有一平行于y軸的邊界PQ,PQ左側(cè)和右側(cè)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B和的勻強(qiáng)磁場,磁場方向均垂直于xOy平面向里,y軸上有一點A與原點O的距離為l,電荷量為q,質(zhì)量為m的帶正電粒子,以某一速度從坐標(biāo)原點O處沿x軸正方向射出,經(jīng)過的時間為t=時恰好到達(dá)A點,不計粒子的重力作用(1)求邊界PQ與y軸

9、的距離d和粒子從O點射出的速度大小v0;(2)若相同的粒子以更大的速度從原點O處沿x軸正方向射出,為使粒子能經(jīng)過A點,粒子的速度大小應(yīng)為多大?13如圖所示,在xOy坐標(biāo)系中,x軸上方有方向沿x軸正向的勻強(qiáng)電場,下方有一半徑為R的圓形有界勻強(qiáng)磁場,圓心在y軸上,且圓與x軸相切,磁場方向垂直于紙面向外,一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子在坐標(biāo)為(,)的A點,以初速度沿y軸負(fù)方向射入電場,且剛好從O點射入磁場,經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后剛好平行于x軸從磁場中射出,不計粒子重力(結(jié)果里可以有根號)(1)求電場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。唬?)若該粒子沿y軸負(fù)方向射出時的初速度大小為v0,要使該粒子也能從O點進(jìn)入磁場,且經(jīng)

10、磁場偏轉(zhuǎn)后剛好平行于x軸從磁場中射出,求該粒子開始射出時的位置坐標(biāo)14.一輛汽車沿平直公路從甲站開往乙站,啟動時加速度為a1=4m/s2,勻加速行駛t1=2.5s后,再勻速行駛t2=3min,然后剎車滑行x=50m,正好到達(dá)乙站求:(1)汽車從甲站到乙站運(yùn)動的時間t;(2)汽車剎車時的加速度大?。唬?)甲、乙兩站的距離L15.宇航員在地球表面以一定初速度豎直上拋一小球,經(jīng)過時間t小球落回原處;若他在某星球表面以相同的初速度豎直上拋同一小球,需經(jīng)過時間5t小球落回原處(取地球表面重力加速度g=10m/s2,空氣阻力不計)(1)求該星球表面附近的重力加速度g;(2)已知該星球的半徑與地球半徑之比為

11、R星:R地=1:4,求該星球的質(zhì)量與地球質(zhì)量之比M星:M地16.如圖所示為兩組平行金屬板,一組豎直放置,一組水平放置,今有一質(zhì)量為m、電荷量為e的電子靜止在豎直放置的平行金屬板的A點,經(jīng)電壓U0加速后,通過B點進(jìn)入兩板間距為d、電壓為U的水平放置的平行金屬板間,最后電子從右側(cè)的兩塊平行金屬板之間穿出,已知A、B分別為兩塊豎直板的中點,右側(cè)平行金屬板的長度為L,求:(1)電子通過B點時的速度大小v0;(2)電子從右側(cè)的兩塊平行金屬板之間飛出時的側(cè)移距離y;(3)電子從右側(cè)平行金屬板進(jìn)入到飛出時電場對它所做的功W17.如圖所示,在矩形區(qū)域abcd內(nèi)充滿垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B在ad邊

12、中點O的粒子源,在t=0時刻垂直于磁場發(fā)射出大量的同種帶電粒子,所有粒子的初速度大小相同,方向與Od的夾角分布在0180°范圍內(nèi)已知沿Od方向發(fā)射的粒子在t=t0時刻剛好從磁場邊界cd上的p點離開磁場,ab=1.5L,bc=L,粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑R=L,不計粒子的重力和粒子間的相互作用,求:(1)粒子在磁場中的運(yùn)動周期T;(2)粒子的比荷;(3)粒子在磁場中運(yùn)動的最長時間試卷答案1.(1)2s(2)45°(3)20m(1)根據(jù)hgt2小球在空中飛行的時間(2)豎直的分速度vygt10×2 m/s20 m/s 小球落地時速度方向與水平方向的夾角45

13、6;(3)水平位移xv0t40 m小球落地時的位移大小為 點睛:解決本題的關(guān)鍵知道平拋運(yùn)動在水平方向做勻速運(yùn)動和豎直方向上做自由落體運(yùn)動,結(jié)合運(yùn)動學(xué)公式靈活求解2.(1)6 N(2)0(3)16m(1)F1、F2的合力 又fm=mg=6N 故F12>fm,在F1、F2作用下木塊滑動,此時木塊受到的滑動摩擦力f=mg=6N.(2)當(dāng)F2逆時針轉(zhuǎn)90°時,F(xiàn)1、F2的合力F12'=F2-F1=2Nfm,此時木塊在地面上不動,所受合力大小為F合=0,加速度a1=0 (3)當(dāng)F2順時針轉(zhuǎn)90°時,F(xiàn)1、F2的合力F12'=F1+F2=14Nfm,此時木塊在地面

14、上滑動所受合力大小為F合=F12'-fm=8 N 加速度a2=F合/m=8m/s2木塊運(yùn)動t=2s時的位移 點睛:考查力的合成與分解,掌握力的平行四邊形定則,理解受力平衡的條件,注意會區(qū)別靜摩擦力與滑動摩擦力3.(1) TAmgcot,TBmg/sin;(2) (1)N地0,則 水平方向:TATBcos 豎直方向:TBsinmg 解得:TAmgcot,TBmg/sin (2) 將A繩剪斷,物體做勻速直線運(yùn)動,水平和豎直方向受力平衡水平:TBcosFf 豎直:FNmgTBsin 又有:Ff=FN 解之得: 4.解:(1)設(shè)由B到C平拋運(yùn)動的時間為t,運(yùn)用平拋運(yùn)動的規(guī)律:豎直方向:hBC=

15、ssin37°=gt2,水平方向:scos37°=vBt ,代得數(shù)據(jù),解得vB=20m/s (2)研究A到B的過程,由動能定理有:mghAB+wf=mvB20 代入數(shù)據(jù),解得得,Wf=3000J所以運(yùn)動員克服摩擦力所做的功為3000J答:(1)運(yùn)動員從B點水平飛出時的速度大小是20m/s;(2)運(yùn)動員從A點到B點的過程中克服摩擦力做的功是3000J【考點】動能定理的應(yīng)用;平拋運(yùn)動【分析】B到C是一個平拋運(yùn)動,運(yùn)用平拋運(yùn)動的規(guī)律解決問題,其中高度決定時間,通過水平方向運(yùn)動求出初速度運(yùn)動員從A點到B點的過程中克服摩擦力做的功,由于不清楚摩擦力的大小以及A到B得位移,從功的定義式

16、無法求解,所以我們就應(yīng)該選擇動能定理5.解:(1)設(shè)星球表面的重力加速度為g,則根據(jù)小球的平拋運(yùn)動規(guī)律得: h= x=v0t 聯(lián)立得:g= 再由 聯(lián)立以上兩式解得:(2)設(shè)該星球的近地衛(wèi)星質(zhì)量為m0,根據(jù)重力等于向心力得:則 m0g=m0 解得,答:(1)該星球的質(zhì)量M為(2)該星球的第一宇宙速度為【考點】萬有引力定律及其應(yīng)用【分析】(1)要求星球的質(zhì)量,根據(jù)重力等于萬有引力,但必須先由平拋運(yùn)動的規(guī)律求出星球表面的重力加速度g,再聯(lián)立求解;(2)近地衛(wèi)星的速度即為星球的第一宇宙速度,由重力等于向心力列式求解6.解:(1)設(shè)B球與C球相碰前,A和B球的速度為v共,A、B兩球發(fā)生碰撞,以向右為正方

17、向,由動量守恒定律得:mAv0=(mA+mB)v共代入數(shù)據(jù)解得:v共=2 m/s;(2)AB與C兩球發(fā)生正碰的過程動量守恒,以向右為正方向,由動量守恒定律得:(mA+mB)v共=(mA+mB)v'+mCvC代入數(shù)據(jù)解得:v'=1m/sAB和C碰撞過程中損失的動能:代入數(shù)據(jù)解得:E2=2J;可知第二次碰撞的過程中由動能的損失,所以不是彈性碰撞;(3)第一次碰撞的過程中損失的動能:代入數(shù)據(jù)得:E1=8J所以損失的總動能:E=E1+E2=2+8=10J答:(1)求第一次碰撞后A、B兩球粘合在一起的共同速度是2m/s;(2)第二次碰撞不是彈性碰撞;(3)兩次碰撞過程,系統(tǒng)損失的能量E是

18、10J【考點】動量守恒定律【分析】(1)兩球發(fā)生彈性碰撞,碰撞過程系統(tǒng)動量守恒,應(yīng)用動量守恒定律即可求出碰撞后的速度(2)碰撞過程系統(tǒng)動量守恒,應(yīng)用動量守恒動量求出A和B的速度,然后結(jié)合功能關(guān)系分析即可;(3)兩次碰撞的過程中損失的動能為初動能與末動能的差7.解:(1)在電場中粒子做類平拋運(yùn)動,設(shè)粒子在電場中運(yùn)動的時間為t1,則有:2h=v0t1h=at12根據(jù)牛頓第二定律得:qE=ma聯(lián)立式得:E=(2)由題意可知,粒子進(jìn)入磁場時速度也為v,根據(jù)動能定理得:qEh=再根據(jù) qvB=m聯(lián)立式得:,r=(3)如圖,設(shè)粒子離開磁場時的位置坐標(biāo)為(x、y),粒子進(jìn)入磁場時速度v,與x軸正方向的夾角為

19、,由圖可得:cos=,=45°所以 x=2hrcos45°=2hy=r+rsin45°=(1+)答:(1)電場強(qiáng)度大小E為;(2)粒子在磁場中運(yùn)動的軌道半徑為;(3)粒子離開磁場時的位置坐標(biāo)為(2h),(1+)【考點】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動;帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動【分析】(1)粒子在電場中做類平拋運(yùn)動,水平方向做勻速運(yùn)動,豎直方向做勻加速運(yùn)動,應(yīng)用牛頓第二定律與類平拋運(yùn)動分位移公式結(jié)合,可求出電場強(qiáng)度的大小E;(2)根據(jù)動能定理求出粒子進(jìn)入磁場時的速度大小,由牛頓第二定律求出軌道半徑;(3)再作出粒子運(yùn)動軌跡,由幾何知識求出粒子離開磁場時的位置坐標(biāo)8.解:

20、(1)要使鋼球恰好不脫離軌道對最高點A:,解得m/s=2m/s(2)鋼球從A到B的過程:,在B點,根據(jù)牛頓第二定律有:,代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得FN=12N,據(jù)牛頓第三定律,鋼球在B位置對半圓軌道的壓力為12N(3)要使鋼球能落入槽中從C到D平拋,根據(jù)平拋運(yùn)動的規(guī)律有:x=vct,h=,代入數(shù)據(jù)解得vC=1m/s假設(shè)鋼球在A點的速度恰為vA=2m/s時,鋼球可運(yùn)動到C點,且速度為vC,從A到C,根據(jù)動能定理得,解得,故當(dāng)鋼球在A點的 速度恰為vA=2m/s時,鋼球不可能到達(dá)C點,更不可能平拋入槽答:(1)要使鋼球恰好不脫離圓軌道,鋼球在A點的速度為2m/s;(2)在B位置對半圓軌道的壓力為12N;(3

21、)這小球不能落進(jìn)接球槽里【考點】動能定理的應(yīng)用;向心力【分析】(1)抓住小球恰好能通過A點,結(jié)合牛頓第二定律求出鋼球在A點的速度(2)根據(jù)動能定理求出鋼球在B點的速度,結(jié)合牛頓第二定律求出軌道對鋼球的支持力,從而得出鋼球?qū)Π雸A軌道的壓力(3)根據(jù)平拋運(yùn)動的規(guī)律求出小球進(jìn)入球槽的最小速度,抓住小球恰好通過A點,結(jié)合動能定理得出C點的速度,通過比較判斷鋼球能否落入球槽9.解:(1)由題意知粒子的運(yùn)行軌跡如圖所示,設(shè)在區(qū)域、中粒子做圓周運(yùn)動的半徑分別為r、R,由圖知:R+Rcos=1.5d,聯(lián)立得:R=d,由洛倫茲力提供向心力有:,同理區(qū)域中有:聯(lián)立解得:(2)由(1)及圖知區(qū)域磁場的最小寬度為:(

22、3)在區(qū)域中有:,可得:粒子在區(qū)域中運(yùn)動時間為:,在區(qū)域中運(yùn)動時間為:在區(qū)域中運(yùn)動時間為:所以粒子運(yùn)動總時間為:答:(1)區(qū)域中磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)為3B;(2)區(qū)域磁場的最小寬度L為;(3)粒子從離開A點到第一次回到A點的時間t為【考點】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動【分析】(1)根據(jù)題意畫出粒子的運(yùn)動軌跡,由幾何關(guān)系分別求出粒子在區(qū)域、中的半徑,再根據(jù)洛倫茲力提供向心力列式即可求解;(2)由圖根據(jù)幾何關(guān)系求出區(qū)域磁場的最小寬度;(3)粒子在磁場中勻速圓周運(yùn)動,在無場區(qū)做勻速直線運(yùn)動,分別求出在區(qū)域、中的時間,再求出總時間即可;10.解:(1)帶電粒子從電場進(jìn)入磁場,由動能定理有: 進(jìn)入磁場后,洛侖茲

23、力提供向心力: 聯(lián)立兩式得:v=2×106m/s,r=0.2m (2)在O點水平向左或向右方向射出的粒子做類平拋運(yùn)動,其偏向角與水平方向 夾角為,則: =, 所以=60° 當(dāng)從最左邊射出的粒子進(jìn)入磁場后是一個優(yōu)弧,當(dāng)該優(yōu)弧與磁場上邊界相切時, 由幾何關(guān)系有磁場寬度為d=Lmin=r+rcos60°=0.2m+02×0.5m=0.3m(3)水平向左射出的粒子打在A點,水平位移: x=v0t=v0=0.23m 從A點與水平方向成60°射出的粒子做勻速圓周運(yùn)動打在上邊邊界的P點,由對稱 性,可知P點偏離O點的左邊x=0.23m 顯然從O點豎直向上射出

24、的粒子劃過四分之一圓弧打在Q點,該點是粒子打擊的 最右端由幾何關(guān)系可知Q點偏離O點的右邊r=0.2m 所以能夠從FG邊緣穿出的長度范圍為x+r=0.43m 顯然豎直向上射出的粒子恰恰在磁場中轉(zhuǎn)過半周,轉(zhuǎn)180再回到MN,此種情況粒子在磁場中運(yùn)動時間最長 =3.14×107s答:(1)粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑為0.2m(2)要使所有粒子不從FG邊界射出,磁場垂直邊界MN方向上的最小寬度d為0.3m(3)若磁場垂直邊界MN方向上的寬度為0.2m,邊界FG上有粒子射出的長度范圍為0.43m、粒子首次在磁場中運(yùn)動的最長時間為3.14×107s【考點】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動;

25、帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動【分析】(1)只要進(jìn)入磁場的粒子電場力做功是一定的,由動能定理可以求出進(jìn)入磁場的速率,由洛侖茲力提供向心力就能求出粒子在磁場做勻速圓周運(yùn)動的半徑(2)先由左手定則判斷出粒子做順時針勻速圓周運(yùn)動,當(dāng)從邊界線最左邊射入磁場的軌跡與上邊界相切時,此種情況下磁場區(qū)域最寬,由此畫出軌跡,由幾何關(guān)系就能求出磁場區(qū)域的最小寬度(3)由于磁場的寬度與粒子的半徑相等,所以在想象中拿一個定圓在寬度一定的磁場區(qū)域移動,這樣可以找到打在磁場上邊緣最左端的位置即從最左端進(jìn)入磁場的粒子打在最左端,最右的位置顯然是豎直向上射出的粒子恰好與上邊緣相切,由幾何關(guān)系求出兩點的距離即為所求;至于最長時間,

26、顯然偏轉(zhuǎn)角最大的即打在最左端的粒子恰好轉(zhuǎn)過半周,所以最長時間是半個周期11.解:(1)物體由A運(yùn)動到D過程中運(yùn)用動能定理得:WG=mglADsin37°=36 JWf=mgcosl其中l(wèi)=AB+BC+CD=5.4 m,解得:=0.52(2)彈簧壓縮到C點時,對應(yīng)的彈性勢能最大,由A到C的過程根據(jù)能量守恒定律得:Epm+mgcos37°lAC=mv20+mglACsin37° 代入數(shù)據(jù)得:Epm=24.4 J 答:(1)物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.52;(2)彈簧的最大彈性勢能Epm為24.4J【考點】動能定理;彈性勢能;能量守恒定律【分析】(1)對從最高點A到D

27、的過程中重力與摩擦力對物體做功,對全過程運(yùn)用動能定理列式求解即可;(2)對從最高點到彈簧壓縮量最大的過程,根據(jù)動能定理列方程求解12.解:帶電粒子在左側(cè)和右側(cè)做勻速圓周運(yùn)動,分別有: 可得半徑: 且 r2=2r1 由 可得: 且 T2=2T1(1)粒子射出后經(jīng)過時間為 時恰好到達(dá)A點,運(yùn)動情況如圖所示, 設(shè)圖中圓弧DE對應(yīng)的圓心角為,則O點運(yùn)動到A點的時間為+= 解得:=60°C1C2C3 為等邊三角形,幾何關(guān)系為 l=2r1+(r2r1) d=r1cos30° 解得PQ與y軸的距離d和粒子從O點射出的速度大小v0分別為(2)以更大速度射出的粒子,必然是從y軸較高點轉(zhuǎn)向下方

28、時經(jīng)過A點, 粒子運(yùn)動一個周期,運(yùn)動情況如圖所示,設(shè)圖中C3DF=,則粒子運(yùn) 動一個周期在y軸上的位移y=2r1+2(r2r1)sin2r1 (或y=2r1sin) 經(jīng)過A點的條件是 ny=l (n=1、2、3) 解得 v= (n=1、2、3) 考慮到vv0=,因此n只能取1或2 即粒子的速度大小為 或v= (或v= (n=1、2)答:(1)求邊界PQ與y軸的距離d和粒子從O點射出的速度大小v0為(2)若相同的粒子以更大的速度從原點O處沿x軸正方向射出,為使粒子能經(jīng)過A點,粒子的速度大小應(yīng)為或【考點】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動【分析】(1)帶電粒子先在左側(cè)磁場做勻速圓周運(yùn)動,由入射方向可以確定

29、在該磁場中做勻速圓周運(yùn)動的圓心在y軸上,當(dāng)轉(zhuǎn)過一定角度后,進(jìn)入右側(cè)磁場做同方向的勻速圓周運(yùn)動,最后在進(jìn)入左側(cè)恰好達(dá)到A點,由帶電粒子在兩邊磁場中運(yùn)動的總時間列出方程從而可以求出在右側(cè)磁場中偏轉(zhuǎn)角,結(jié)合周期公式和半徑公式、幾何關(guān)系可以求得邊界PQ與y軸的距離d和粒子從O點射出的速度大小v0(2)在第一問的基礎(chǔ)上,當(dāng)帶電粒子速度增大時,其半徑也增大,表示出粒子在左側(cè)和右側(cè)運(yùn)動一次在y軸上上移的距離y,要使帶電粒子能夠回到A點,則有l(wèi)=ny,把相應(yīng)的半徑公式代入就能求得速度的可能值13.解:(1)粒子在電場中做類似平拋運(yùn)動,根據(jù)分位移公式,有:解得:又:所以:;v=如圖做出粒子在磁場中運(yùn)動的軌跡,依

30、次連接入射點、出射點、和兩個圓心,則O、磁場區(qū)域的圓心、軌跡圓心、出射點應(yīng)該構(gòu)成菱形才能使粒子沿x軸平行的方向射出磁場,所以:r=R根據(jù)洛倫茲力提供向心力得:所以:(2)若該粒子沿y軸負(fù)方向射出時的初速度大小為v0,根據(jù)推論公式r=,可知粒子到達(dá)O點時速度的大小仍然是才能仍然沿與x軸平行的方向射出磁場所以:粒子在電場中做類似平拋運(yùn)動,根據(jù)分位移公式,有:又:所以:y=2L即開始射出的位置坐標(biāo)為(L,2L)答:(1)電場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小是;(2)該粒子開始射出時的位置坐標(biāo)是(L,2L)【考點】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動;帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動【分析】(1)粒子在電場中做類似平拋運(yùn)動,根

31、據(jù)類平拋運(yùn)動的分位移公式列式求解電場強(qiáng)度;在磁場中做勻速圓周運(yùn)動,作出運(yùn)動軌跡,結(jié)合幾何關(guān)系得到軌道半徑,然后結(jié)合推論公式r=求解磁感應(yīng)強(qiáng)度;(2)要使粒子依然平行x軸射出,則O、磁場區(qū)域的圓心、軌跡圓心、出射點依然應(yīng)該構(gòu)成菱形,故粒子的軌道半徑不變,故進(jìn)入磁場的速度不變;對磁場中運(yùn)動過程,根據(jù)平行四邊形定則先求解x和y方向的分速度,然后對第一次和第二次類似平拋過程分別根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式列式后聯(lián)系確定第二次釋放點的坐標(biāo)14.解:(1)加速2.5s后的速度為:v=a1t1=4×2.5=10m/s勻減速過程的初速度為10m/s,末速度為零,對于勻減速運(yùn)動,由x3=,得:t3=s=10s從甲站

32、到乙站的總時間為:t=t1+t2+t3=2.5+180+10=192.5s(2)根據(jù)公式:v=v0+at則剎車時的加速度:負(fù)號表示加速度的方向與運(yùn)動的方向相反(3)勻加速過程的位移:s1=12.5m勻速過程:s2=vt2=10×180=1800m全過程:L=s1+s2+s3=12.5+1800+50=1862.5m答:(1)從甲站運(yùn)動到乙站的總時間是192.5s;(2)汽車剎車時的加速度大小是1m/s2;(3)甲、乙兩站的距離是1862.5m【考點】勻變速直線運(yùn)動的位移與時間的關(guān)系;勻變速直線運(yùn)動的速度與時間的關(guān)系【分析】(1)加速過程的末速度為勻速運(yùn)動的速度,也是勻減速運(yùn)動的初速度先根據(jù)速度公式求出加速2.5s后的速度,根據(jù)公式x=求出勻減速運(yùn)動的時間,把三段時間相加即為總

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