高中物理计算题(有详细答案哦)
高一物理计算题(含答案)
高一物理计算题1、在距地面10m 高处,以10m/s 的速度抛出一质量为1kg 的物体,已知物体落地时的速度为16m/s ,求:(g 取10m/s 2)(1)抛出时人对物体做功为多少?(2)飞行过程中物体克服阻力做的功是多少?2、汽车的质量为4×10 3㎏,额定功率为30kW ,运动中阻力大小为车重的0.1倍。
汽车在水平路面上从静止开始以8×10 3N 的牵引力出发,求:(1(2(33、如图2(1(2(34、A .一质量 4.0m 后,冲上竖直半圆环,最后小球落在C 点。
求A 、C 之间的距离(g=10 m/s 2)5、AB 是竖直平面内的四分之一圆弧轨道,在下端B 与水平直轨道相切,如图所示。
一小球自A 点起由静止开始沿轨道下滑。
已知圆轨道半径为R ,小球的质量为m ,不计各处摩擦。
求(1)小球运动到B 点时的动能 (2)小球下滑到距水平轨道的高度为12R 时的速度大小(3)小球经过圆弧轨道的B 点和水平轨道的C 点时,所受轨道支持力N B 、N C 各是多大?6个质量为 (271m 和2mA8、如图所示,一对杂技演员(都视为质点)乘秋千(秋千绳处于水平位置)从A 点由静止出发绕O 点下摆,当摆到最低点B 时,女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出,然后自已刚好能回到高处A 。
求男演员落地点C 与O 点的水平距离s 。
已知男演员质量m 1,和女演员质量m 2之比m 1m 2 =2,秋千的质量不计,秋千的摆长为R ,C 点比O 点低5R 。
9A点从静②滑过B 10、如图13所示,让摆球从图中的A 位置由静止开始下摆,正好摆到最低点B 位置时线被拉断.设摆线长l =1.6m ,悬点到地面的竖直高度为H =6.6 m ,不计空气阻力,求: (1)摆球落地时的速度.(2)落地点D 到C 点的距离(g =10 m /s 2).11、甲、乙两颗人造地球卫星,其线速度大小之比为2:l ,求:(12分) (1) 这两颗卫星的转动半径之比; (2) 转动角速度之比; (3) 转动周期之比;(4)1213、(1)已知地球中心与月球的距离60r R =(R 为地球半径),计算月球由于受到地球的万有引力而产生加速度'g ;(2)已知月球绕地球运转的周期为27.3天,计算月球绕地球运动的向心加速度a ;(3)通过计算比较,你能得出什么结论?14、两颗卫星在同一轨道平面绕地球做匀速圆周运动,地球半径为R,a卫星离地面的高度等于R,b卫星离地面高度为3R,则(1)a、b两卫星周期之比T a∶T b是多少?(2)若某时刻两卫星正好同时通过地面同一点的正上方,则a至少经过多少个周期两卫星相距最远?15、(1.(2)A、1617、一辆小车在光滑的水平面上以v1=1m/s的速度向右运动,小车的质量M=100kg,一质量为m=50kg的人从车的右端迎面跳上小车,接触小车前的瞬间人的水平速度大小为v2=5.6m/s,求人跳上小车后人和小车共同运动速度的大小和方向。
高中物理牛顿运动定律的应用计算题专题训练含答案
高中物理牛顿运动定律的应用计算题专题训练含答案姓名:__________ 班级:__________考号:__________一、计算题(共20题)1、处于光滑水平面上的质量为2千克的物体,开始静止,先给它一个向东的6牛顿的力F1,作用2秒后,撤去F1,同时给它一个向南的8牛顿的力,又作用2秒后撤去,求此物体在这4秒内的位移是多少?2、一个质量为m的人站在电梯中,电梯加速上升,加速度大小为g.g为重力加速度,求人对电梯的压力的大小.3、一物块从倾角为θ、长为s的斜面的项端由静止开始下滑,物块与斜面的滑动摩擦系数为μ,求物块滑到斜面底端所需的时间.4、放在水平地面上的一物块,受到方向不变的水平推力F的作用,力F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示.取重力加速度g=10 m/s2.试利用两图线求出物块的质量及物块与地面间的动摩擦因数.5、如图所示,质量为m=1l kg的物块放在水平地面上,在与水平方向成θ=37°角斜向上、大小为50N的拉力F作用下,以大小为v0=l0m/s的速度向右做匀速直线运动,(取当地的重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求(1)物块与水平面间的动摩擦因数;(2)若撤去拉力F,物块经过3秒在水平地面上滑行的距离是多少?6、质量为2kg的物体,静止于水平面上,物体与水平面间的动摩擦因数为0.2。
现对物体施加一个大小为6N的水平力,此力作用一段时间后立即改变,改变后的力与原来比较,大小不变、方向相反。
再经过一段时间,物体的速度变为零。
如果这一过程物体的总位移为15m。
求:(1)力改变前后物体加速度的大小a1、a2分别为多少?(2)在这一过程物体的最大速度;(3)全过程的总时间。
(g=10m/s2)7、直升机沿水平方向匀速飞往水源取水灭火,悬挂着m=500kg空箱的悬索与竖直方向的夹角=45°.直升机取水后飞往火场,加速度沿水平方向,大小稳定在a=1.5m/s2时,悬索与竖直方向的夹角=14°.如果空气阻力大小不变,且忽略悬索的质量,试求水箱中水的质量M。
高中物理热学计算题以及答案
1. 问题:一个容积为V的容器中充满了1mol的气体,此时容器的温度为T1,请计算容器中气体的平均动能。
答案:平均动能=(3/2)nRT1,其中n为气体的物质的量,R为气体常数。
2. 一个容积为V的容器中装满了水,水的温度为t℃,水的重量为m,水的热容为c,此时将容器中的水加热,经过一段时间后,水的温度升高到T℃,请计算:
(1)水加热的总热量
Q=mc(T-t)
(2)水加热的平均热量
Qavg=Q/t
3..一元系统中,向容器中加入了$m$克汽油,汽油的温度为$T_1$,容器中的水的温度为$T_2$,汽油和水的比容为$V_1$和$V_2$,如果汽油和水的温度最终变为$T_3$,那么汽油的最终温度$T_4$为多少?
解:$T_4=\frac{mT_1V_1+T_2V_2}{mV_1+V_2}T_3$
4. 一定体积的气体在温度为273K,压强为100kPa时,改变温度到273K,压强到400kPa,求气体的体积。
解:由比容量关系可得:
V2/V1=P2/P1
V2=V1×P2/P1
V2=V1×400/100
V2=4V1
答案:V2=4V1。
新课程高三物理计算题精选(含答案)
专题“大文字量应用题”1. (394字,组合题)如图所示为某种弹射装置的示意图,光滑的水平导轨MN右端N处与水平传送带理想连接,传送带长度L=4.0m,皮带轮沿顺时针方向转动,带动皮带以恒定速率v=3.0m/s匀速传动。
三个质量均为m=1.0kg的滑块A、B、C置于水平导轨上,开始时滑块B、C之间用细绳相连,其间有一压缩的轻弹簧,处于静止状态。
滑块A以初速度v0=2.0m/s沿B、C连线方向向B运动,A与B碰撞后粘合在一起,碰撞时间极短,可认为A与B碰撞过程中滑块C的速度仍为零。
因碰撞使连接B、C的细绳受扰动而突然断开,弹簧伸展,从而使C与A、B分离。
滑块C脱离弹簧后以速度v C=2.0m/s滑上传送带,并从右端滑出落至地面上的P点。
已知滑块C与传送带之问的动摩擦因数μ=0.20,重力加速度g取10m/s2。
求:(1)滑块c从传送带右端滑出时的速度大小;(2)滑块B、C用细绳相连时弹簧的弹性势能E p;(3)若每次实验开始时弹簧的压缩情况相同,要使滑块C总能落至P点,则滑块A与滑块B 碰撞前速度的最大值V m是多少?解(1)滑块C 滑上传送带后做匀加速运动,设滑块C 从滑上传送带到速度达到传送带的速度v 所用的时间为t ,加速度大小为a ,在时间t 内滑块C 的位移为x 。
根据牛顿第二定律和运动学公式 μmg=ma222C v v S a-= 解得 S=1.25m <L即滑块C 在传送带上先加速,达到传送带的速度v 后随传送带匀速运动,并从右端滑出,则滑块C 从传道带右端滑出时的速度为v=3.0m/s 。
(2)设A 、B 碰撞后的速度为v1,A 、B 与C 分离时的速度为v2,C 的速度为v C ,由动量守恒定律mv 0=2mv 12mv 1=2mv 2+mv C 由能量守恒规律2221211122222P C mv E mv mv +=+ 解得E P =1.0J(3)在题设条件下,若滑块A 在碰撞前速度有最大值,则碰撞后滑块C 的速度有最大值,它减速运动到传送带右端时,速度应当恰好等于传递带的速度v 。
高中的物理试题及答案
高中的物理试题及答案1. 题目:一个质量为2kg的物体,从静止开始自由下落,忽略空气阻力,求物体下落2秒后的速度。
答案:根据自由下落的公式,v = gt,其中g为重力加速度,取9.8m/s²,t为时间。
将t=2s代入公式,得v = 9.8m/s² × 2s = 19.6m/s。
所以物体下落2秒后的速度为19.6m/s。
2. 题目:一列火车以20m/s的速度匀速行驶,司机发现前方有障碍物,立即刹车,刹车时加速度为-5m/s²,求火车刹车后10秒内滑行的距离。
答案:首先计算火车速度减为0所需的时间,t = v/a = 20m/s /5m/s² = 4s。
火车在4秒内停止,因此10秒内滑行的距离等于4秒内滑行的距离。
使用公式s = vt + 0.5at²,代入v=20m/s,a=-5m/s²,t=4s,得s = 20m/s × 4s + 0.5 × (-5m/s²) × (4s)²= 80m - 40m = 40m。
所以火车刹车后10秒内滑行的距离为40m。
3. 题目:一个质量为5kg的物体,从10m高处自由下落,求物体落地时的动能。
答案:首先计算物体落地时的速度,使用公式v² = u² + 2gh,其中u为初速度,g为重力加速度,h为高度。
代入u=0,g=9.8m/s²,h=10m,得v² = 2 × 9.8m/s² × 10m = 196m²/s²,所以v =√196m²/s² = 14m/s。
然后计算动能,Ek = 0.5mv²,代入m=5kg,v=14m/s,得Ek = 0.5 × 5kg × (14m/s)² = 490J。
所以物体落地时的动能为490J。
高中物理计算题专项训练附答案解析
1.道路千万条,安全第一条.行车不规范,亲人两行泪.近日,道路上某酒驾人员驾乘汽车A以v A=4 m/s的速度向右做匀速直线运动,同时后方相距x0=24 m处正以v B=2 m/s 的速度同向运动的警车B开始做a=2 m/s2的匀加速直线运动,从此时开始计时,求:(1)B追上A之前,A、B之间的最远距离是多少?(2)经多长时间,警车B才能追上A车?2.舰载机着舰被称为“在刀尖上跳舞”,指的是舰载机着舰有很大的风险,一旦着舰不成功,飞行员必须迅速实施“逃逸复飞”,“逃逸复飞”是指制动挂钩挂拦阻索失败后飞机的复飞.若航母跑道长为280 m,某飞行员在一次训练“逃逸复飞”科目时,战斗机在跑道一端着舰时的速度为55 m/s,着舰后以10 m/s2的加速度做匀减速直线运动,3 s后制动挂钩挂拦阻索失败,于是战斗机立即以6.25 m/s2的加速度复飞,起飞需要的最小速度为50 m/s.求:(1)战斗机着舰3 s时的速度大小;(2)本次“逃逸复飞”能否成功?若不能,请说明理由;若能,达到起飞速度时战斗机离跑道终端的距离.3.如图所示,在水平地面上有一高h=4.2 m的竖直墙,现将一小球以v0=6 m/s的速度,从离地面高为H=6 m的A点水平抛出,小球撞到墙上B点时的速度与竖直墙成37°角,不计空气阻力和墙的厚度,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:(1)小球从A到B所用的时间t;(2)抛出点A到墙的水平距离s;(3)若仍将小球从原位置沿原方向抛出,为使小球能越过竖直墙,小球抛出时的初速度大小应满足什么条件?4.当地时间2021年7月30日,东京奥运会女子蹦床决赛,整套动作完美发挥的朱雪莹,以56.635分夺得金牌,帮助中国蹦床队时隔13年重获该项目冠军.队友刘灵玲收获一枚银牌.已知朱雪莹的体重为45 kg,在比赛中,朱雪莹从离水平网面3.2 m高处自由下落,着网后沿竖直方向蹦回离水平网面 5.0 m高处.已知朱雪莹与网接触的时间为0.15 s,g 取10 m/s2,求:(1)朱雪莹下落接触网面前瞬间的速率v1和上升离开网面瞬间的速率v2;(2)网面对朱雪莹的平均作用力F.5.如图所示,半径R =0.40 m 的光滑半圆环轨道处于竖直平面内,半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点A .一质量m =0.10 kg 的小球,以初速度v 0=7.0 m/s 在水平地面上向左做加速度a =3.0 m/s 2的匀减速直线运动,运动4.0 m 后,冲上竖直半圆环.(取重力加速度g =10 m/s 2).(1)求小球在A 点的速度大小; (2)通过计算得出小球能否通过B 点;(3)若能通过B 点,最后小球落在C 点,求A 、C 间的距离.6.如图所示,处于竖直平面内的一探究装置,由倾角α=37°的光滑直轨道 AB 、圆心为O 1的半圆形光滑轨道 BCD 、圆心为O 2的半圆形光滑细圆管轨道DEF 、倾角也为37°的粗糙直轨道FG 组成,B 、D 和F 为轨道间的相切点,弹性板垂直轨道固定在G 点(与B 点等高),B 、O 1、D 、O 2和F 点处于同一直线上.已知可视为质点的滑块质量m =0.1 kg ,轨道BCD 和DEF 的半径R =0.15 m ,轨道AB 长度l AB =3 m ,滑块与轨道FG 间的动摩擦因数μ=78,滑块与弹性板作用后,以等大速度弹回,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.滑块开始时均从轨道AB 上某点静止释放.(1)若释放点距B 点的长度l =0.7 m ,求滑块到最低点C 时轨道对其支持力F N 的大小; (2)设释放点距B 点的长度为l x ,求滑块第1次经F 点时的速度v 与l x 之间的关系式; (3)若滑块最终静止在轨道FG 的中点,求释放点距B 点长度l x 的值.7.如图所示,质量为M=4 kg的木板静止在光滑的水平面上,在木板的右端放置一个质量为m=1 kg,大小可以忽略的铁块,铁块与木板之间的动摩擦因数μ=0.4,在铁块上加一个水平向左的恒力F=8 N,铁块在长L=6 m的木板上滑动.取g=10 m/s2.求:(1)经过多长时间铁块运动到木板的左端;(2)在铁块到达木板左端的过程中,恒力F对铁块所做的功;(3)在铁块到达木板左端时,铁块和木板的总动能.8.如图所示,光滑固定斜面上有一个质量为10 kg的小球被轻绳拴住悬挂在天花板上,已知绳子与竖直方向的夹角为45°,斜面倾角为30°,整个装置处于静止状态,取g=10 m/s2,结果中可保留根号.求:(1)绳中拉力的大小和斜面对小球支持力的大小;(2)若另外用一个外力拉小球,能够把小球拉离斜面,其最小拉力的大小.9.如图所示,倾角为θ=37°的足够长光滑斜面AB与长L BC=2 m的粗糙水平面BC用一小段光滑圆弧(长度不计)平滑连接,半径R=1.5 m的光滑圆弧轨道CD与水平面相切于C 点,OD与水平方向的夹角也为θ=37°.质量为m的小滑块从斜面上距B点L0=2 m的位置由静止开始下滑,恰好运动到C点.已知重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.(1)求小滑块与粗糙水平面BC间的动摩擦因数μ;(2)改变小滑块从斜面上开始释放的位置,小滑块能够通过D点,求小滑块的释放位置与B点的最小距离.10.如图所示,在半径为a、圆心角为90°的扇形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,圆弧部分为绝缘弹性挡板.一带电量为+q、质量为m的粒子以某一速度垂直OM边界射入匀强磁场,进入磁场后仅与挡板碰撞(电荷不发生转移)一次后又垂直ON边界射出,已知粒子与挡板碰撞后速度大小不变、方向反向.不计粒子重力,求:(1)粒子入射点到O点距离;(2)粒子的入射速度.11.如图,一对长平行栅极板水平放置,极板外存在方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B 的匀强磁场,极板与可调电源相连.正极板上O 点处的粒子源垂直极板向上发射速度为v 0、带正电的粒子束,单个粒子的质量为m 、电荷量为q .一足够长的挡板OM 与正极板成37°倾斜放置,用于吸收打在其上的粒子.C 、P 是负极板上的两点,C 点位于O 点的正上方,P 点处放置一粒子靶(忽略靶的大小),用于接收从上方打入的粒子,CP 长度为L 0.忽略栅极的电场边缘效应、粒子间的相互作用及粒子所受重力,sin 37°=35.(1)若粒子经电场一次加速后正好打在P 点处的粒子靶上,求可调电源电压U 0的大小; (2)调整电压的大小,使粒子不能打在挡板OM 上,求电压的最小值U min ;(3)若粒子靶在负极板上的位置P 点左右可调,则负极板上存在H 、S 两点(CH ≤CP <CS ,H 、S 两点未在图中标出),对于粒子靶在HS 区域内的每一点,当电压从零开始连续缓慢增加时,粒子靶均只能接收到n (n ≥2)种能量的粒子,求CH 和CS 的长度(假定在每个粒子的整个运动过程中电压恒定).12.一名潜水员在夜间进行深水作业,其头盔上的照明灯可看做是点光源向各个方向发射光线,在平静的水面上可看到该光源发出的光只从一个半径r =1.8 m 的圆形区域内射出水面,若水的折射率n =53.求:(1)此时潜水员的头部在水面下方的深度h ;(2)若在8 s 的时间内,我们发现透光的圆形水域半径从1.8 m 扩大到6 m ,试根据光学知识求出潜水员在水下竖直方向匀速运动的速度v y .13.如图所示,一导热性能良好的球形容器内部不规则,某兴趣小组为了测量它的容积,在容器上插入一根两端开口的长玻璃管,接口密封.玻璃管内部横截面积为S=0.2 cm2,一长为h =15 cm的静止水银柱封闭了一定质量的气体,其下方玻璃管内空气柱长度为l1=10 cm,此时外界温度为t1=27 ℃.现把容器浸在100 ℃的沸水中,水银柱缓慢上升29.2 cm后稳定.实验过程中认为大气压强没有变化,大气压强p=1.0×105 Pa(相当于75 cm高汞柱压强).(结果保留两位有效数字)(1)容器的容积为多少?(2)若实验过程中管内气体内能增加了 1.3 J,请判断气体是从外界吸收热量还是向外界放出热量,并计算热量的多少.14.如图所示,水平地面与一半径为L的竖直光滑圆弧轨道相接于B点,轨道上的C 点位置处于圆心O的正下方.质量为m的小球在距离地面高度也为L的水平平台边缘上的A 点以2gL的初速度水平抛出,小球在空中运动至B点时,恰好沿圆弧轨道在该点的切线方向滑入轨道.小球运动过程中空气阻力不计,重力加速度为g.求:(1)B点与抛出点A正下方的水平距离x;(2)圆弧BC段所对的圆心角θ;(3)小球经B点时,对圆轨道的压力大小.15.如图所示,足够长,间距为L的平行光滑金属导轨ab、de构成倾角为θ的斜面,上端接有阻值为R的定值电阻,足够长的平行光滑金属导轨bc、ef处于同一水平面内,倾斜导轨与水平导轨在b、e处平滑连接,且b、e处装有感应开关;倾斜导轨处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中,水平导轨处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度大小均为B;距离b足够远处接有未闭合的开关S,在开关S右侧垂直导轨放置导体棒N,在倾斜导轨上距b、e足够远的位置放置导体棒M,现将导体棒M由静止释放,当导体棒M通过b、e处后瞬间感应开关自动断开.已知导体棒M的质量为m,电阻为R,导体棒N的质量为2m,电阻为2R,两导体棒运动过程中始终与导轨接触良好且与导轨垂直,重力加速度为g,不计导轨电阻及空气阻力.(1)保持开关S断开,求导体棒M通过感应开关前瞬间的速度大小;(2)若固定导体棒N,导体棒M通过感应开关后瞬间闭合开关S,求导体棒M在水平导轨上运动的位移;(3)若不固定导体棒N,导体棒M通过感应开关后瞬间闭合开关S,求导体棒N上产生的焦耳热.16.如图所示,足够长的平行金属导轨在水平面上,间距为L,一端连接有阻值为R的电阻;导轨上放质量为m的金属杆,金属杆与导轨的电阻忽略不计;均匀磁场竖直向下.用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上,杆最终将做匀速运动.当改变拉力大小时,相对应的匀速运动速度v也会变化,v和F的关系如图所示.若m=0.5 kg,L=0.5 m,R=0.5 Ω;(取重力加速度g=10 m/s2)求:(1)磁感应强度B为多大?(2)金属杆与导轨间的摩擦力.17.如图所示,位于竖直平面内的坐标系xOy,在其第三象限空间有垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.5 T,还有沿x轴负方向的匀强电场,场强大小为E=2 N/C.在其第一象限空间有沿y轴负方向的、场强大小也为E的匀强电场,并在y>h=0.4 m的区域有磁感应强度也为B的垂直于纸面向里的匀强磁场.一个带电荷量为q的油滴从图中第三象限的P点得到一初速度,恰好能沿PO做匀速直线运动(PO与x轴负方向的夹角为θ=45°),并从原点O进入第一象限.已知重力加速度g=10 m/s2,问:(1)油滴在第三象限运动时受到的重力、电场力、洛伦兹力三力的大小之比;(2)油滴在第一象限运动的时间.18.如图所示,y轴左侧有沿x轴正方向的匀强电场,电场强度为E,屏CD与y轴垂直,OACD为一矩形,OA边长为L,OD边长为2L,矩形OACD内某区域存在磁感应强度为B的匀强磁场.质量为m、电荷量为q、重力不计的正粒子从x轴负半轴上的P点由静止释放,从O点进入磁场后最终垂直于屏打到C点,且从x轴PO段上任意位置由静止释放的同种正粒子最终都能垂直打到屏CD上,求:(1)PO之间的距离x;(2)上述由P点释放的粒子,从P到C经历的时间t;(3)磁场区域的最小面积S.19.如图,容积均为V0、缸壁可导热的A、B两汽缸放置在压强为p0、温度为T0的环境中;两汽缸的底部通过细管连通,A汽缸的顶部通过开口C与外界相通;汽缸内的两活塞将缸内气体分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四部分,其中第Ⅱ、Ⅲ部分的体积分别为18V0和14V0.环境压强保持不变,不计活塞的质量和体积,忽略摩擦.(1)将环境温度缓慢升高,求B汽缸中的活塞刚到达汽缸底部时的温度;(2)将环境温度缓慢改变至2T0,然后用气泵从开口C向汽缸内缓慢注入气体,求A汽缸中的活塞到达汽缸底部后,B汽缸内第Ⅳ部分气体的压强.20.如图所示,一种光学传感器是通过接收器Q接收到光的强度变化而触发工作的.光从挡风玻璃内侧P点射向外侧M点再折射到空气中,测得入射角为α,折射角为β;光从P 点射向外侧N点,刚好发生全反射并被Q接收,求光从玻璃射向空气时临界角θ的正弦值表达式.答案及解析1.(1)25 m (2)6 s 解析:追及和相遇问题(1)两车速度相等时,相距最远,则由有v A =v B +at 1 解得t 1=1 s ,此段时间内A 车的位移x A =v A t 1 B 车的位移x B =v B t 1+12at 21A 、B 之间的最远距离Δx =x A +x 0-x B以上各式联立解得最远距离Δx =25 m.(2)设经过时间t B 车追上A 车,则通过的位移关系有x ′B =x ′A +x 0 即v B t +12at 2=v A t +x 0代入数据解得t =6 s .2.(1)25 m/s (2)能成功,起飞时离跑道终端的距离为10 m 解析:匀变速直线运动规律的应用 (1)战斗机着舰减速过程,根据速度公式得v 1=v 0+a 1t 1代入数据解得v 1=25 m/s(2)战斗机减速过程,根据位移公式得x 1=v 0t 1+12a 1t 21代入数据解得x 1=120 m.假设战斗机能“逃逸复飞”成功,根据速度-位移关系式得v 22 -v 21 =2a 2x2 代入数据得战斗机复飞过程的最小位移x 2=150 m , 飞机的总位移x =x 1+x 2=270 m<L =280 m , 因此本次“逃逸复飞”训练能成功. 离跑道终端的距离Δx =L -x =10 m .3.(1)0.8 s (2)4.8 s (3)v ′0≥8 m/s 解析:抛体运动(1)将B 点的速度分解到水平和竖直方向,有tan 37°=v 0v y竖直方向上是自由落体运动v y =gt 代入数据解得t =0.8 s(2)平抛运动在水平方向上是匀速直线运动,s =v 0t 代入数据解得s =4.8 m(3)恰好从墙上越过时,由平抛运动规律得H -h =12gt ′2s =v ′0t ′解得v ′0=8 m/s.均使小球能越过竖直墙,抛出时的初速度应满足v ′0≥8 m/s.4.(1)8 m/s ,10 m/s (2)5 850 N 解析:动量和动量定理(1)运动员下落接触网面前瞬间的速度大小为v 1=2gh 1=2×10×3.2 m/s =8 m/s运动员上升离开网面瞬间的速度大小为v 2=2gh 2=2×10×5.0 m/s =10 m/s(2)取竖直向上为正方向,运动员和网接触过程中,由动量定理知 (F -mg )t =mv 2-mv 1 可解得F =mv 2-m (-v 1)t+mg=45×10-45×(-8)0.15N +45×10 N =5 850 N5.(1)5 m/s (2)见解析 (3)1.2 m 解析:机械守恒定律 (1)匀减速运动过程中,有:v 2A -v 20 =-2as ,解得v A =5 m/s(2)假设物体能到达圆环的最高点B ,由机械能守恒: 12mv 2A =2mgR +12mv 2B 解得:v B =3 m/s恰好通过最高点B 满足:mg =m v 2B 1 R.解得:v B 1=2 m/s因为v B >v B 1,所以小球能通过最高点B . (3)小球从B 点做平抛运动,有: 2R =12gt 2s AC =v B ·t解得:s AC =1.2 m6.(1)7 N (2)v =12l x -0.96(m/s)(0.85 m ≤l x ≤3 m) (3)1315 m 或95 m 或4115 m解析:能量守恒定律(1)滑块从A 到C 的过程只有重力做功,机械能守恒,则mgl sin 37°+mgR (1-cos 37°)=12mv 2C C 点时F N =mg +m v 2CR=7 N(2)要使得滑块到达F 点,则必过圆弧轨道DEF 的最高点,即有mgl x sin 37 °-mg (3R cos 37 °+R )=12mv 20 ≥0即l x ≥0.85 m滑块运动到F 的过程中,由机械能守恒定律有mgl x sin 37 °-4mgR cos 37 °=12mv 2解得v =12l x -9.6(m/s)(0.85 m ≤l x ≤3 m)(3)设摩擦力做的功为滑块第一次到达FG 中点时的n 倍 由动能定理得mgl x sin 37°-mgl FG2sin 37°-n μmgl FG2cos 37°=0l x =7n +615m 将0.85 m ≤l x ≤3 m 代入上式可得2728≤n ≤397,由运动过程可知,n 只能取1、3、5 当n =1时l x =1315m当n =3时l x =95m当n =5时l x =4115m.7.(1)2 s (2)64 J (3)40 J解析:传送带模型和滑块—木板模型中的能量问题(1)铁块与木板间的滑动摩擦力F f =μmg =0.4×1×10 N =4 N 铁块的加速度a 1=F -F f m =4 m/s 2木板的加速度a 2=F f M=1 m/s 2设铁块滑到木板左端的时间为t ,则12a 1t 2-12a 2t 2=L解得t =2 s(2)铁块位移x 1=12a 1t 2=12×4×22m =8 mF 对铁块做的功W =Fx 1=8×8 J =64 J(3)由功能关系可知E k 总=W -μmgL =(64-24) J =40 J8.(1)51.8 N 73.2 N (2)70.7 N解析:平衡中的临界和极值问题(1)如图,沿水平方向和竖直方向建立直角坐标系,对小球受力分析,把不在坐标轴上的力沿轴分解,则水平方向上有F T sin 45°-F N sin 30°=0竖直方向上有F T cos 45°+F N cos 30°-mg=0由以上两式得F N=100(3-1) N≈73.2 NF T=50(6-2) N≈51.8 N(2)外力方向与绳子垂直时,拉力最小.拉力的最小值为F min=mg sin 45°代入数据,解得F min=50 2 N≈70.7 N9.(1)0.6 (2)6.75 m解析:动能和动能原理(1)滑块恰好运动到C点,由动能定理得mgL0sin 37°-μmgL BC=0-0解得:μ=0.6(2)滑块能够通过D点,在D点的最小速度,由mg sin θ=m v 2DR解得:v D =3 m/s设滑块在斜面上运动的距离为L ,由动能定理得mgL sin θ-μmgL BC -mgR (1+sin θ)=12mv 2D -0解得:L =6.75 m10.(1)(2-1)a (2)qaB m解析:带电粒子在有界匀强磁场中的运动(1)根据题意可知,粒子与挡板碰撞为弹性碰撞,碰撞后速度大小不变,根据运动的对称性可知,粒子在碰撞挡板前的运动轨迹与碰撞后的轨迹完全对称,由此可作运动轨迹如图所示.设半径为r ,由图几何关系可得r =a 由入射点到O 的距离为d =2r -r 即d =(2-1)a(2)由洛伦兹力提供向心力可得qvB =mv 2r即v =qaB m11.(1)qB 2L 20 8m -mv 20 2q (2)7mv 218q(3)见解析解析:磁场对运动电荷的作用 (1)根据动能定理得qU 0=12mv 2-12mv 20 ,带电粒子进入磁场,由洛伦兹力提供向心力得qvB =m v 2r,又有r =L 02,联立解得U 0=qB 2L 20 8m -mv 22q.(2)使粒子不能打在挡板OM 上,则加速电压最小时,粒子的运动轨迹恰好与挡板OM 相切,如图甲所示,设此时粒子加速后的速度大小为v 1,在上方磁场中运动的轨迹半径为r 1,在下方磁场中运动的轨迹半径为r 2,由几何关系得 2r 1=r 2+r 2sin 37°, 解得r 1=43r 2,由题意知,粒子在下方磁场中运动的速度为v 0,由洛伦兹力提供向心力得qv 1B =m v 21r 1,qv 0B =mv 20 r 2,由动能定理得 qU min =12mv 21 -12mv 20 ,解得U min =7mv 218q.(3)画出粒子的运动轨迹,由几何关系可知P 点的位置满足k (2r P -2r 2)+2r P =x CP (k =1,2,3…).当k =1时,轨迹如图乙所示;当k =5时,轨迹如图丙所示.由题意可知,每个粒子的整个运动过程中电压恒定,粒子在下面的磁场中运动时,根据洛伦兹力提供向心力,有qv 0B =m v 20 r 2,解得r 2=mv 0qB ,为定值,由第(2)问可知,r P ≥43r 2,所以当k 取1,r P =43r 2时,x CP 取最小值,即CH =x CP min =103·mv 0qB,CS →无穷远.12.(1)2.4 m (2)0.7 m/s ,方向竖直向下 解析:光的反射、折射、全反射(1)由题意可知潜水员头盔上照明灯发出的光线在透光区域边缘恰好发生全反射,则根据几何关系可知sin C =r r 2+h2=1n解得h =2.4 m(2)当透光的圆形水域半径扩大到r ′=6 m 时,设潜水员的深度为h ′,由于全反射临界角不变,则根据几何关系可得r h =r ′h ′解得h ′=8 m潜水员在水下竖直方向匀速运动的速度为v y =h ′-ht=0.7 m/s ,方向竖直向下.13.(1)22 cm 3(2)吸热 2.0 J 解析:热力学定律(1)设容器的容积为V ,封闭气体等压膨胀T 1=300 K ,T 2=373 K由盖—吕萨克定律V +l 1S T 1=V +l 2ST 2l 2=l 1+29.2 cm =39.2 cm得V =(T 1l 2-T 2l 1)S T 2-T 1=22 cm 3(2)气体压强为p =1.2×105Pa因为气体膨胀,对外做功W =-p (l 2-l 1)S 得W =-0.70 J根据热力学第一定律ΔU =W +Q 可得Q =2.0 J ,气体从外界吸收热量14.(1)2L (2)45° (3)(4+22)mg 解析:圆周运动(1)设小球做平抛运动到达B 点的时间为t ,由平抛运动规律得x =v 0t L =12gt 2联立解得x =2L(2)小球到达B 点时竖直分速度为v y ,由运动学规律得v 2y =2gL 由运动分解得tan θ=v y v 0解得θ=45°(3)设小球到B 点时速度大小为v B ,则有v B =2v 0由牛顿第二定律得F -mg cos θ=mv 2BL解得F =(4+22)mg 根据牛顿第三定律小球对圆轨道的压力大小为F ′=F =(4+22)mg15.(1)2mgR sin θB 2L 2 (2)6m 2gR 2sin θB 4L 4 (3)8m 3g 2R 2sin 2θ9B 4L 4解析:电磁感应中能量和动量问题(1)由题意可知导体棒M 到达b 、e 前已做匀速直线运动,由法拉第电磁感应定律得E =BLv由闭合电路欧姆定律得I =E2R由平衡条件得mg sin θ=BIL 解得:v =2mgR sin θB 2L2(2)若固定导体棒N ,导体棒M 通过感应开关后瞬间闭合开关S ,导体棒M 、N 构成回路,最终导体棒M 静止,由法拉第电磁感应定律得E -=BL Δx Δt由闭合电路欧姆定律得I -=E -3R对导体棒M ,由动量定理得-B I -L Δt =0-mv解得:Δx =6m 2gR 2sin θB 4L 4 (3)若不固定导体棒N ,导体棒M 通过感应开关后瞬间闭合开关S ,导体棒M 、N 组成的系统动量守恒,最终它们共速,则mv =3mv 共由能量守恒定律得12mv 2=12×3mv 2共 +Q 导体棒N 上产生的焦耳热为Q N =2R R +2RQ 解得:Q N =8m 3g 2R 2sin 2θ9B 4L 4.16.(1)1 T (2)2 N 解析:电磁感应中的动力学问题 设摩擦力为F f ,平衡时有F =F f +F 安=F f +B 2L 2v R由图像可知,如当F =4 N 时v =4 m/s当F =10 N 时v =16 m/s代入F =F f +B 2L 2v R,解得B =1 T ,F f =2 N .17.(1)1∶1∶ 2 (2)0.828 s解析:带电粒子在叠加场中的运动(1)恰好能沿PO 做匀速直线运动,受力分析如图所示则qvB cos 45°=Eq ,qvB sin 45°=mg因此mg ∶qE ∶qvB =1∶1∶ 2(2)因为qvB =2Eq可知,粒子速度v =4 2 m/s粒子从O 到A ,受重力和电场力,二力合力为0,因此粒子匀速直线运动,运动时间t 1=x 1v =hsin 45°v=0.1 s 粒子在磁场部分做匀速圆周运动qvB =m v 2r周期T =2πr v =2πm Bq磁场中运动时间t 2=α2πT =14T =0.628 s 由对称性可知,粒子从C 到N 与O 到A 时间相同,因此运动总时间t =2t 1+t 2=0.828 s .18.(1)qB 2L 22mE (2)BL E +m (π+2)2qB (3)π-24L 2 解析:带电粒子在组合场中的运动(1)如图所示,由几何关系得垂直于屏打在C 点的粒子在磁场中的运动半径为L ,根据带电粒子在磁场中的运动规律qBv =mv 2r 得R =mv qB=L 由P 到O 运用动能定理得 qEx =12mv 2得x =qB 2L 22mE (2)第一阶段由P 到O 粒子做匀加速直线运动由x =v 2t 1 解得t 1=BL E第二阶段在磁场中粒子经历1/4圆周,故 t 2=14·2πm qB =πm 2qB第三阶段粒子做匀速直线运动x =2L -R v =m qB故总时间t =t 1+t 2+t 3=BL E +m (π+2)2qB (3)磁场下边界为半径为L 的1/4圆弧,磁场的上边界上任意一点坐标x 、y 始终满足y =x ,故磁场的上边界是一条y =x 的直线,如(1)中图所示,月牙部分即为磁场区域面积,故S =14πR 2-12L 2=π-24L 2.19.(1)43T 0 (2)94p 0 解析:热学(1) 选第Ⅳ部分气体为研究对象,在B 汽缸中的活塞到达汽缸底部的过程中发生等压变化:V 0-14V 0T 0=V 0T 1,解得T 1=43T 0. (2) (2)以第Ⅱ、Ⅲ部分气体整体为研究对象,温度由T 0升至2T 0过程,由理想气体状态方程:p 0⎝⎛⎭⎪⎫18V 0+14V 0T 0=p 1V 12T 0.对第Ⅳ部分气体,温度由T 0升至2T 0过程,由理想气体状态方程:p 0⎝⎛⎭⎪⎫V 0-14V 0T 0=p 1(V 0-V 1)2T 0,解得p 1=94p 0.20.sin αsin β 解析:光学根据光的折射定律有n =sin βsin α. 根据光的全反射可得sin θ=1n. 联立解得sin θ=sin αsin β.。
高中物理功率计算题(含答案)
高中物理功率计算题(含答案)题目1电炉的电阻为20欧姆,通电电压为220伏特。
请计算电炉的功率是多少?解答1根据功率公式:功率 = 电压² / 电阻,代入已知的电压和电阻,计算出功率为244瓦特。
题目2一个电灯泡接在电压为110伏特的电源上,功率为60瓦特。
请问电灯泡的电阻是多少?解答2根据功率公式:功率 = 电压² / 电阻,代入已知的功率和电压,解方程计算得到电阻为242欧姆。
题目3一台电动机的功率为500瓦特,电压为220伏特。
请问电动机的电流是多少?解答3根据功率公式:功率 = 电流 ×电压,代入已知的功率和电压,解方程计算得到电流为2.27安培。
题目4一台设备的功率为800瓦特,电压为110伏特。
请问该设备的电流是多少?解答4根据功率公式:功率 = 电流 ×电压,代入已知的功率和电压,解方程计算得到电流为7.27安培。
题目5一个电阻为60欧姆的装置,接在电压为220伏特的电源上,消耗的电功率是多少?解答5根据功率公式:功率 = 电压² / 电阻,代入已知的电压和电阻,计算出功率为808.89瓦特。
题目6一台电视机的电阻为10欧姆,通电电流为1安培。
请问电视机所接的电压是多少?解答6根据欧姆定律:电流 = 电压 / 电阻,代入已知的电流和电阻,解方程计算得到电压为10伏特。
题目7一台电压为220伏特的电源上接有两个并联的电阻,其中一个电阻为50欧姆,另一个电阻为100欧姆。
请问这两个电阻的总功率是多少?解答7两个电阻并联时,总电阻可以通过公式:1 / 总电阻 = 1 / 电阻₁ + 1 / 电阻₂计算。
代入已知的电阻值,计算得到总电阻为33.33欧姆。
根据功率公式:功率 = 电压² / 电阻,代入已知的电压和总电阻,计算出总功率为1456瓦特。
以上是关于高中物理功率计算题的解答。
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高中物理共点力平衡计算题专题训练含答案
高中物理共点力平衡计算题专题训练含答案姓名:__________ 班级:__________考号:__________一、计算题(共20题)1、如图所示,一半径为r的球重为G,它被长为r的细绳挂在光滑的竖直墙壁上。
求:(1)画出小球所受的力(要求画在球心上);(2)细绳拉力的大小;(3)墙壁受的压力的大小。
2、如下图所示,灯重G=20N,绳AO与天花板的夹角,绳BO与墙面垂直,试求AO、BO两绳所受的拉力各为多大?3、如图所示,光滑圆球的半径为10c m,悬线长为L=40c m,物体B的水平宽度为20c m,重为18N,B与墙壁间的动摩擦因数为0.3,若要使B在未脱离圆球时,沿墙匀速下滑,求:(1)悬线与竖直墙之间的夹角ө.(2)球对B物体的压力大小.(3)球的重力.4、某同学表演魔术时,将一小型条形磁铁藏在自己的袖子里,然后对着一悬挂的金属小球指手画脚,结果小球在他神奇的功力下飘动起来.假设当隐藏的小磁铁位于小球的左上方某一位置C (图中θ=37°)时,金属小球偏离竖直方向的夹角也是37°,如图所示.已知小球的质量为m=4.8Kg,该同学(含磁铁)的质量为M=50Kg,(sin370=0.6 cos370=0.8 g=10m/s2)求此时:(1)悬挂小球的细线的拉力大小为多少?(2)该同学受到地面的支持力和摩擦力大小各为多少?5、如图所示,木块重60N,放在倾角θ=370的斜面上,当用如图示方向的水平力F=10N推它时恰能沿斜面匀速下滑,求该物体与斜面间的动摩擦因数.(sin370=0.6,cos370=0.8)6、如图所示,轻绳一端固定在倾角为θ质量为M的斜面上端,另一端连接质量为m的物块A,斜面左端有一高出地面的竖直挡壁P设A与斜面间,斜面与地面间均光滑. 试求:(1)绳对A的拉力大小?(2)若剪断绳,在A滑斜面下滑过程中挡壁P受到的水平作用力大小及斜面对地面的压力的大小?7、(8分)两个相同的小球A和B,质量均为m,用长度相同的两根细线把A、B两球悬挂在水平天花板上的同一点O,并用长度相同的细线连接A、B两小球,然后,用一水平方向的力F作用在小球A上,此时三根细线均处于直线状态,且OB细线恰好处于竖直方向,如图所示。
高一物理计算试题及答案
高一物理计算试题及答案1. 题目:一辆汽车以20m/s的速度行驶,司机发现前方有障碍物后立即刹车,刹车时的加速度为-5m/s²。
求汽车从刹车到停止所需的时间。
答案:根据速度时间关系公式v = v₀ + at,其中v为最终速度,v₀为初始速度,a为加速度,t为时间。
已知v₀ = 20m/s,v = 0(因为汽车停止),a = -5m/s²。
代入公式得:0 = 20 - 5t,解得t = 4s。
所以汽车从刹车到停止所需的时间为4秒。
2. 题目:一个质量为2kg的物体从静止开始自由下落,忽略空气阻力,求物体下落2秒后的速度。
答案:根据自由落体运动的速度时间公式v = gt,其中g为重力加速度,取g = 9.8m/s²,t为时间。
已知t = 2s,代入公式得:v = 9.8 × 2 = 19.6m/s。
所以物体下落2秒后的速度为19.6m/s。
3. 题目:一个质量为5kg的物体在水平面上以10N的水平力作用下加速运动,求物体的加速度。
答案:根据牛顿第二定律F = ma,其中F为作用力,m为物体质量,a为加速度。
已知F = 10N,m = 5kg,代入公式得:a = F/m = 10/5 =2m/s²。
所以物体的加速度为2m/s²。
4. 题目:一列火车以30m/s的速度匀速行驶,司机发现前方有紧急情况,以2m/s²的加速度开始刹车。
求火车从开始刹车到停止所需的时间。
答案:根据速度时间关系公式v = v₀ + at,其中v为最终速度,v₀为初始速度,a为加速度,t为时间。
已知v₀ = 30m/s,v = 0(因为火车停止),a = -2m/s²。
代入公式得:0 = 30 - 2t,解得t = 15s。
所以火车从开始刹车到停止所需的时间为15秒。
5. 题目:一个质量为3kg的物体从高度为10m的平台上自由下落,求物体落地时的速度。
高中物理人教版必修2第七章-计算题50道(内附答案解析)
一、计算题(本大题共50小题,共500.0分)1.如图所示,一质量m=2kg的滑块从半径R=0.2m的光滑1圆弧轨道的顶端A处由4静止滑下,A点和圆弧对应的圆心O点等高,圆弧的底端B与水平传送带平滑相接。
已知传送带匀速运行的速度v0=4m/s,B点到传送带右端C点的距离L=2m。
当滑块滑到传送带的右端C时,其速度恰好与传送带的速度相同。
取g=10m/s2,求:(1)滑块到达底端B时对轨道的压力。
(2)滑块与传送带间的动摩擦因数μ。
(3)此过程中,由于滑块与传送带之间的摩擦而产生的热量Q。
2.如图所示,质量m=2kg的物体A在倾角θ=30°的足够长的光滑固定斜面上,在沿斜面向上的力F=15N推力作用下,从底端由静止开始向上运动。
(取g=10m/s2)求:(1)物体向上运动4m过程中推力F做的功W1;(2)物体向上运动4m过程中合力做的功W总;(3)物体向上运动4m时推力F做功的功率P。
3.如图所示,水平面右端放质量m=0.1kg的小物块,给小物块v0=4m/s的初速度使其水平向左运动,运动位移d=1m时将弹簧压至最短(在弹簧的弹性限度内),反弹回到出发点时物块的速度大小v1=2m/s,若水平面右端与长L=3m的水平传送带平滑连接,传送带以v2=10m/s的速度顺时针匀速转动,传送带右端又与竖直平面内的光滑圆形轨道的底端平滑连接,圆轨道半径R=O.8m,当小物块进入圆轨道时会触发闭合装置将圆轨道封闭,忽略空气阻力.(g=10m/s2,sin53。
=0.8,sin37。
=0.6),求:(1)小物块与水平面间的动摩擦因数μ1;(2)弹簧具有的最大弹性势能E p;(3)要使小物块进入竖直圆轨道后不脱离圆轨道,传送带与物块间的动摩擦因数μ2应满足的条件。
4.如图所示,AB是处于竖直平面内的光滑圆弧轨道,其末端水平,圆心角θ=60°,半径R=3.6m,BC是长度为L1=5m的水平传送带,CD是长度为L2=16m的水平粗糙轨道,AB、CD轨道与传送带平滑连接,参赛者抱紧滑板(参赛者和滑板可视为质点,滑板质量忽略不计)从A处由静止下滑,并通过B点恰好滑到D点.已知参赛者质量m=70kg,传送带匀速转动,滑板与传送带、水平轨道的动摩擦因数分别为μ1=0.4、μ2=0.2,取g=10m/s2,求:(1)参赛者运动到圆弧轨道B处对轨道的压力的大小;(2)传送带运转的速度的大小和方向;(3)传送带由于传送参赛者多消耗的电能.5.如图所示,在水平面上有一弹簧,其左端与墙壁相连,O点为弹簧原长位置,O点左侧水平面光滑,OP长L=1m,P点右侧有一与水平方向成θ=30∘角、足够长的传送带与水平面在P点平滑连接,传送带逆时针转动速率为3m/s。
高考物理试题计算题大题及答案解析(word版)
高考物理试题计算题大题及答案解析(word 版)1. (15分)如图18(a )所示,一个电阻值为R ,匝数为n 的圆形金属线与阻值为2R 的电阻R 1连结成闭合回路。
线圈的半径为r 1 . 在线圈中半径为r 2的圆形区域存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B 随时间t 变化的关系图线如图18(b )所示。
图线与横、纵轴的截距分别为t 0和B 0 . 导线的电阻不计。
求0至t 1时间内(1)通过电阻R 1上的电流大小和方向; (2)通过电阻R 1上的电量q 及电阻R 1上产生的热量。
⑴ 00B B t t ∆=∆; B E n n s t t φ∆∆==⋅∆∆ 而22s r π= 11E I R R =+,得到202103nB r I Rt π= 电流方向为从b 到a⑵通过电阻1R 上的电量20211103nB r t q I t Rt π==; 1R 上的热量22242021111229n B r t Q I R t Rt π== 2.(17分)如图20所示,绝缘长方体B 置于水平面上,两端固定一对平行带电极板,极板间形成匀强电场E 。
长方体B 的上表面光滑,下表面与水平面的动摩擦因数μ=0.05(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同)。
B 与极板的总质量B m =1.0kg.带正电的小滑块A 质量A m =0.60kg ,其受到的电场力大小F=1.2N.假设A 所带的电量不影响极板间的电场分布。
t=0时刻,小滑块A 从B 表面上的a 点以相对地面的速度A v =1.6m/s 向左运动,同时,B (连同极板)以相对地面的速度B v =0.40m/s 向右运动。
问(g 取10m/s 2)(1)A 和B 刚开始运动时的加速度大小分别为多少?(2)若A 最远能到达b 点,a 、b 的距离L应为多少?从t=0时刻至A 运动到b 点时,摩擦力对B 做的功为多少?⑴A刚开始运动时的加速度大小22.0/A AFa m s m == 方向水平向右 B 刚开始运动时受电场力和摩擦力作用 由牛顿第三定律得电场力'1.2F F N ==摩擦力()0.8A B f m m g N μ=+=, B 刚开始运动时'22.0/B BF fa m s m +==方向水平向左⑵设B 从开始匀减速到零的时间为t 1,则有10.2BBv t s a == 此时间内B 运动的位移110.042B B v t s m == t 1时刻A 的速度11 1.2/0A A A v v a t m s =-=>,故此过程A 一直匀减速运动。
物理计算题20道标准答案
物理计算题20道标准答案1. 一辆汽车以60公里/小时的速度行驶,行驶了2小时。
请问这辆汽车行驶了多少公里?答:这辆汽车行驶了120公里。
计算方法为:速度(60公里/小时)乘以时间(2小时)。
2. 一根绳子长10米,被剪成两段,第一段是第二段的两倍长。
请问这两段绳子各有多长?答:第一段绳子长6米,第二段绳子长4米。
计算方法为:设第二段绳子长度为x米,则第一段绳子长度为2x米。
根据题目条件,2x + x = 10,解得x = 2,所以第一段绳子长度为2x = 4米,第二段绳子长度为x = 2米。
3. 一个球从10米高的地方自由落下,忽略空气阻力。
请问球落地时的速度是多少?答:球落地时的速度为14米/秒。
计算方法为:使用自由落体公式v = sqrt(2gh),其中g为重力加速度(约9.8米/秒²),h为高度(10米)。
4. 一个物体在水平面上以2米/秒的速度匀速直线运动,请问物体在3秒内移动了多少距离?答:物体在3秒内移动了6米。
计算方法为:速度(2米/秒)乘以时间(3秒)。
5. 一个物体在水平面上以2米/秒²的加速度匀加速直线运动,请问物体在5秒内移动了多少距离?答:物体在5秒内移动了25米。
计算方法为:使用匀加速直线运动公式s = ut + 1/2at²,其中u为初速度(0米/秒),a为加速度(2米/秒²),t为时间(5秒)。
6. 一个物体在水平面上以5米/秒的速度匀速直线运动,请问物体在2秒内移动了多少距离?答:物体在2秒内移动了10米。
计算方法为:速度(5米/秒)乘以时间(2秒)。
7. 一个物体在水平面上以3米/秒²的加速度匀加速直线运动,请问物体在4秒内移动了多少距离?答:物体在4秒内移动了24米。
计算方法为:使用匀加速直线运动公式s = ut + 1/2at²,其中u为初速度(0米/秒),a为加速度(3米/秒²),t为时间(4秒)。
高中物理超重与失重计算题专题训练含答案
高中物理超重与失重计算题专题训练含答案姓名:__________ 班级:__________考号:__________一、计算题(共15题)1、电梯内有一质量为M的物体,放在一水平台秤上,当电梯以g/3的加速度匀加速下降时,台秤的示数为多少?2、一个质量m=50kg的人在地面上最多能举起=55kg的重物,求:(取(1)在以匀加速上升的升降机中,他最多能举起的重物的质量(2)在以匀减速上升的升降机中,他最多能举起的重物的质量3、质量为60 kg的人,站在升降机中的体重计上,升降机做下列各种运动时,体重计的读数是多少?(g=10 m/s2)(1)升降机匀速上升;(2)升降机以4 m/s2的加速度加速上升;(3)升降机以5 m/s2的加速度加速下降.4、如图所示,某同学蹲在台秤上不动,此时台秤上的示数为50kg,她将台秤搬到电梯中仍然蹲在台秤上不动,电梯运动后,该同学看到台秤上的示数为40kg不变,请你帮助她分析一下电梯的运动情况。
(g取10m/s2)5、质量是60kg的人站在升降机中的体重计上(g取10m/s2),求:(1) 升降机匀速上升时体重计的读数;(2) 升降机以4m/s2的加速度匀加速上升时体重计的读数;(3) 当体重计的读数是420N时,判断升降机的运动情况。
6、质量是60kg的人站在升降机中的体重计上,当升降机做下列各种运动时,体重计的读数是多少?(g=10m/s2)(1)升降机匀速上升;(2)升降机以4m/s2的加速度匀加速上升;(3)升降机以5m/s2的加速度匀加速下降.7、竖直升降的电梯内的天花板上悬挂着一根弹簧秤,如图所示,弹簧秤的秤钩上悬挂一个质量m=4kg的物体,试分析下列情况下电梯各种具体的运动情况(g取10m/s2):(1)当弹簧秤的示数T1=40N,且保持不变.(2)当弹簧秤的示数T2=32N,且保持不变.(3)当弹簧秤的示数T3=44N,且保持不变.8、某人在地面上最多能举起60kg的物体,而在一个加速下降的电梯里最多能举起80kg的物体.求:(1)此电梯的加速度为多少?(2)若电梯以此加速度上升,则此人在电梯里最多能举起物体的质量是多少?(g=10m/s2)9、质量为25kg的小孩坐在秋千板上,小孩重心离系绳的横粱2.5m.如果秋千板摆到最低点时,小孩运动速度的大小是5m/s,她对秋千板的压力是多大?g=10m/s2.10、假定神舟5号飞船在发射后3s内竖直上升了l80m,上升过程是初速为零的匀加速直线运动,求飞船内质量为60kg的宇航员对座椅的压力多大? g取10m/s211、一同学家住在23层高楼的顶楼.他想研究一下电梯上升的运动过程.某天他乘电梯上楼时携带了一个质量为5kg的重物和一个量程足够大的台秤,他将重物放在台秤上.电梯从第1层开始启动,一直运动到第23层停止.在这个过程中,他记录了台秤在不同时段内的读数如下表所示.时间/s 台秤示数/N电梯启动前50.00~3.0 58.03.0~13.0 50.013.0~19.0 46.019.0以后50.0根据表格中的数据,求:(1)电梯在最初加速阶段和最后减速阶段的加速度大小;(2)电梯在中间阶段上升的速度大小;(3)该楼房平均每层楼的高度.12、科研人员乘气球进行科学考察.气球、座舱、压舱物和科研人员的总质量为990 kg.气球在空中停留一段时间后,发现气球漏气而下降,及时堵住.堵住时气球下降速度为1 m/s,且做匀加速运动,4 s内下降了12 m.为使气球安全着陆,向舱外缓慢抛出一定的压舱物.此后发现气球做匀减速运动,下降速度在5分钟内减少3 m/s.若空气阻力和泄漏气体的质量均可忽略,重力加速度g=9.89 m/s2,求抛掉的压舱物的质量.13、(2013河北省石家庄名校质检)北京欢乐谷游乐场天地双雄是目前亚洲唯一的双塔太空梭.它是能体验强烈失重、超重感觉的娱乐设施,先把乘有十多人的座舱,送到76 m高的地方,让座舱自由落下,当落到离地面28 m时制动系统开始启动,座舱匀减速运动到地面时刚好停止.若某游客手中托着质量为1 kg的饮料瓶进行这个游戏,g取9.8 m/s2,问:(1)当座舱落到离地面高度为40 m的位置时,饮料瓶对手的作用力多大?(2)当座舱落到离地面高度为15 m的位置时,手要用多大的力才能托住饮料瓶?14、为了测量某住宅大楼每层的平均高度(层高)及电梯运行情况,甲、乙两位同学在一楼电梯内用电子体重计及秒表进行了以下实验。
高中物理力学经典的题库(含答案)
高中物理力学计算题汇总经典精解(50题)1.如图1-73所示,质量M=10kg的木楔ABC静止置于粗糙水平地面上,摩擦因素μ=0.02.在木楔的倾角θ为30°的斜面上,有一质量m=1.0kg的物块由静止开始沿斜面下滑.当滑行路程s=1.4m时,其速度v=1.4m/s.在这过程中木楔没有动.求地面对木楔的摩擦力的大小和方向.(重力加速度取g=10/m·s2)图1-732.某航空公司的一架客机,在正常航线上作水平飞行时,由于突然受到强大垂直气流的作用,使飞机在10s内高度下降1700m造成众多乘客和机组人员的伤害事故,如果只研究飞机在竖直方向上的运动,且假定这一运动是匀变速直线运动.试计算:(1)飞机在竖直方向上产生的加速度多大?方向怎样?(2)乘客所系安全带必须提供相当于乘客体重多少倍的竖直拉力,才能使乘客不脱离座椅?(g取10m/s2)(3)未系安全带的乘客,相对于机舱将向什么方向运动?最可能受到伤害的是人体的什么部位?(注:飞机上乘客所系的安全带是固定连结在飞机座椅和乘客腰部的较宽的带子,它使乘客与飞机座椅连为一体)3.宇航员在月球上自高h处以初速度v0水平抛出一小球,测出水平射程为L(地面平坦),已知月球半径为R,若在月球上发射一颗月球的卫星,它在月球表面附近环绕月球运行的周期是多少?4.把一个质量是2kg的物块放在水平面上,用12N的水平拉力使物体从静止开始运动,物块与水平面的动摩擦因数为0.2,物块运动2秒末撤去拉力,g取10m/s2.求(1)2秒末物块的即时速度.(2)此后物块在水平面上还能滑行的最大距离.5.如图1-74所示,一个人用与水平方向成θ=30°角的斜向下的推力F推一个重G=200N的箱子匀速前进,箱子与地面间的动摩擦因数为μ=0.40(g=10m/s2).求图1-74(1)推力F的大小.(2)若人不改变推力F的大小,只把力的方向变为水平去推这个静止的箱子,推力作用时间t=3.0s后撤去,箱子最远运动多长距离?6.一网球运动员在离开网的距离为12m处沿水平方向发球,发球高度为2.4m,网的高度为0.9m.(1)若网球在网上0.1m处越过,求网球的初速度.(2)若按上述初速度发球,求该网球落地点到网的距离.取g=10/m·s2,不考虑空气阻力.7.在光滑的水平面内,一质量m=1kg的质点以速度v0=10m/s沿x轴正方向运动,经过原点后受一沿y轴正方向的恒力F=5N作用,直线OA与x轴成37°角,如图1-70所示,求:图1-70(1)如果质点的运动轨迹与直线OA相交于P点,则质点从O点到P点所经历的时间以及P的坐标;(2)质点经过P点时的速度.8.如图1-71甲所示,质量为1kg的物体置于固定斜面上,对物体施以平行于斜面向上的拉力F,1s末后将拉力撤去.物体运动的v-t图象如图1-71乙,试求拉力F.图1-719.一平直的传送带以速率v=2m/s匀速运行,在A处把物体轻轻地放到传送带上,经过时间t=6s,物体到达B处.A、B相距L=10m.则物体在传送带上匀加速运动的时间是多少?如果提高传送带的运行速率,物体能较快地传送到B处.要让物体以最短的时间从A处传送到B处,说明并计算传送带的运行速率至少应为多大?若使传送带的运行速率在此基础上再增大1倍,则物体从A传送到B的时间又是多少?10.如图1-72所示,火箭内平台上放有测试仪器,火箭从地面起动后,以加速度g/2竖直向上匀加速运动,升到某一高度时,测试仪器对平台的压力为起动前压力的17/18,已知地球半径为R,求火箭此时离地面的高度.(g为地面附近的重力加速度)图1-7211.地球质量为M,半径为R,万有引力常量为G,发射一颗绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星,卫星的速度称为第一宇宙速度.(1)试推导由上述各量表达的第一宇宙速度的计算式,要求写出推导依据.(2)若已知第一宇宙速度的大小为v=7.9km/s,地球半径R=6.4×103km,万有引力常量G=(2/3)×10-10N·m2/kg2,求地球质量(结果要求保留二位有效数字).12.如图1-75所示,质量2.0kg的小车放在光滑水平面上,在小车右端放一质量为1.0kg的物块,物块与小车之间的动摩擦因数为0.5,当物块与小车同时分别受到水平向左F1=6.0N的拉力和水平向右F2=9.0N的拉力,经0.4s同时撤去两力,为使物块不从小车上滑下,求小车最少要多长.(g取10m/s2)图1-7513.如图1-76所示,带弧形轨道的小车放在上表面光滑的静止浮于水面的船上,车左端被固定在船上的物体挡住,小车的弧形轨道和水平部分在B点相切,且AB段光滑,BC段粗糙.现有一个离车的BC面高为h的木块由A点自静止滑下,最终停在车面上BC段的某处.已知木块、车、船的质量分别为m1=m,m2=2m,m3=3m;木块与车表面间的动摩擦因数μ=0.4,水对船的阻力不计,求木块在BC面上滑行的距离s是多少?(设船足够长)图1-7614.如图1-77所示,一条不可伸长的轻绳长为L,一端用手握住,另一端系一质量为m的小球,今使手握的一端在水平桌面上做半径为R、角速度为ω的匀速圆周运动,且使绳始终与半径R的圆相切,小球也将在同一水平面内做匀速圆周运动,若人手做功的功率为P,求:图1-77(1)小球做匀速圆周运动的线速度大小.(2)小球在运动过程中所受到的摩擦阻力的大小.15.如图1-78所示,长为L=0.50m的木板AB静止、固定在水平面上,在AB的左端面有一质量为M=0.48kg的小木块C(可视为质点),现有一质量为m=20g的子弹以v0=75m/s的速度射向小木块C并留在小木块中.已知小木块C与木板AB之间的动摩擦因数为μ=0.1.(g取10m/s2)图1-78(1)求小木块C运动至AB右端面时的速度大小v2.(2)若将木板AB固定在以u=1.0m/s恒定速度向右运动的小车上(小车质量远大于小木块C的质量),小木块C仍放在木板AB的A端,子弹以v0′=76m/s的速度射向小木块C并留在小木块中,求小木块C运动至AB右端面的过程中小车向右运动的距离s.16.如图1-79所示,一质量M=2kg的长木板B静止于光滑水平面上,B的右边放有竖直挡板.现有一小物体A(可视为质点)质量m=1kg,以速度v0=6m/s从B的左端水平滑上B,已知A和B间的动摩擦因数μ=0.2,B与竖直挡板的碰撞时间极短,且碰撞时无机械能损失.图1-79(1)若B的右端距挡板s=4m,要使A最终不脱离B,则木板B的长度至少多长?(2)若B的右端距挡板s=0.5m,要使A最终不脱离B,则木板B的长度至少多长?17.如图1-80所示,长木板A右边固定着一个挡板,包括挡板在内的总质量为1.5M,静止在光滑的水平地面上.小木块B质量为M,从A的左端开始以初速度v0在A上滑动,滑到右端与挡板发生碰撞,已知碰撞过程时间极短,碰后木块B恰好滑到A的左端就停止滑动.已知B与A间的动摩擦因数为μ,B在A板上单程滑行长度为l.求:图1-80(1)若μl=3v02/160g,在B与挡板碰撞后的运动过程中,摩擦力对木板A做正功还是负功?做多少功?(2)讨论A和B在整个运动过程中,是否有可能在某一段时间里运动方向是向左的.如果不可能,说明理由;如果可能,求出发生这种情况的条件.18.在某市区内,一辆小汽车在平直的公路上以速度vA向东匀速行驶,一位观光游客正由南向北从班马线上横过马路.汽车司机发现前方有危险(游客正在D处)经0.7s作出反应,紧急刹车,但仍将正步行至B处的游客撞伤,该汽车最终在C处停下.为了清晰了解事故现场.现以图1-81示之:为了判断汽车司机是否超速行驶,警方派一警车以法定最高速度vm=14.0m/s行驶在同一马路的同一地段,在肇事汽车的起始制动点A紧急刹车,经31.5m后停下来.在事故现场测得AB=17.5m、BC=14.0m、BD=2.6m.问图1-81①该肇事汽车的初速度vA是多大?②游客横过马路的速度大小?(g取10m/s2)19.如图1-82所示,质量mA=10kg的物块A与质量mB=2kg的物块B放在倾角θ=30°的光滑斜面上处于静止状态,轻质弹簧一端与物块B连接,另一端与固定挡板连接,弹簧的劲度系数k=400N/m.现给物块A施加一个平行于斜面向上的力F,使物块A沿斜面向上做匀加速运动,已知力F在前0.2s内为变力,0.2s后为恒力,求(g取10m/s2)图1-82(1)力F的最大值与最小值;(2)力F由最小值达到最大值的过程中,物块A所增加的重力势能.20.如图1-83所示,滑块A、B的质量分别为m1与m2,m1<m2,由轻质弹簧相连接,置于水平的气垫导轨上.用一轻绳把两滑块拉至最近,使弹簧处于最大压缩状态后绑紧.两滑块一起以恒定的速度v0向右滑动.突然,轻绳断开.当弹簧伸长至本身的自然长度时,滑块A的速度正好为零.问在以后的运动过程中,滑块B是否会有速度等于零的时刻?试通过定量分析,证明你的结论.图1-8321.如图1-84所示,表面粗糙的圆盘以恒定角速度ω匀速转动,质量为m的物体与转轴间系有一轻质弹簧,已知弹簧的原长大于圆盘半径.弹簧的劲度系数为k,物体在距转轴R处恰好能随圆盘一起转动而无相对滑动,现将物体沿半径方向移动一小段距离,若移动后,物体仍能与圆盘一起转动,且保持相对静止,则需要的条件是什么?图1-8422.设人造地球卫星绕地球作匀速圆周运动,根据万有引力定律、牛顿运动定律及周期的概念,论述人造地球卫星随着轨道半径的增加,它的线速度变小,周期变大.23.一质点做匀加速直线运动,其加速度为a,某时刻通过A点,经时间T通过B点,发生的位移为s1,再经过时间T通过C点,又经过第三个时间T通过D点,在第三个时间T内发生的位移为s3,试利用匀变速直线运动公式证明:a=(s3-s1)/2T2.24.小车拖着纸带做直线运动,打点计时器在纸带上打下了一系列的点.如何根据纸带上的点证明小车在做匀变速运动?说出判断依据并作出相应的证明.25.如图1-80所示,质量为1kg的小物块以5m/s的初速度滑上一块原来静止在水平面上的木板,木板的质量为4kg.经过时间2s以后,物块从木板的另一端以1m/s相对地的速度滑出,在这一过程中木板的位移为0.5m,求木板与水平面间的动摩擦因数.图1-80图1-8126.如图1-81所示,在光滑地面上并排放两个相同的木块,长度皆为l=1.00m,在左边木块的最左端放一小金属块,它的质量等于一个木块的质量,开始小金属块以初速度v0=2.00m/s向右滑动,金属块与木块之间的滑动摩擦因数μ=0.10,g取10m/s2,求:木块的最后速度.27.如图1-82所示,A、B两个物体靠在一起,放在光滑水平面上,它们的质量分别为mA=3kg、mB=6kg,今用水平力FA推A,用水平力FB拉B,FA和FB随时间变化的关系是FA=9-2t(N),FB=3+2t(N).求从t=0到A、B脱离,它们的位移是多少?图1-82图1-8328.如图1-83所示,木块A、B靠拢置于光滑的水平地面上.A、B的质量分别是2kg、3kg,A的长度是0.5m,另一质量是1kg、可视为质点的滑块C以速度v0=3m/s沿水平方向滑到A上,C与A、B间的动摩擦因数都相等,已知C由A滑向B的速度是v=2m/s,求:(1)C与A、B之间的动摩擦因数;(2)C在B上相对B滑行多大距离?(3)C在B上滑行过程中,B滑行了多远?(4)C在A、B上共滑行了多长时间?29.如图1-84所示,一质量为m的滑块能在倾角为θ的斜面上以a=(gsinθ)/2匀加速下滑,若用一水平推力F作用于滑块,使之能静止在斜面上.求推力F的大小.图1-84图1-8530.如图1-85所示,AB和CD为两个对称斜面,其上部足够长,下部分分别与一个光滑的圆弧面的两端相切,圆弧圆心角为120°,半径R=2.0m,一个质量为m=1kg的物体在离弧高度为h=3.0m处,以初速度4.0m/s沿斜面运动,若物体与两斜面间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g=10m/s2,则(1)物体在斜面上(不包括圆弧部分)走过路程的最大值为多少?(2)试描述物体最终的运动情况.(3)物体对圆弧最低点的最大压力和最小压力分别为多少?31.如图1-86所示,一质量为500kg的木箱放在质量为2000kg的平板车的后部,木箱到驾驶室的距离L=1.6m,已知木箱与车板间的动摩擦因数μ=0.484,平板车在运动过程中所受阻力是车和箱总重的0.20倍,平板车以v0=22.0m/s恒定速度行驶,突然驾驶员刹车使车做匀减速运动,为使木箱不撞击驾驶室.g取1m/s2,试求:(1)从刹车开始到平板车完全停止至少要经过多长时间.(2)驾驶员刹车时的制动力不能超过多大.图1-86图1-8732.如图1-87所示,1、2两木块用绷直的细绳连接,放在水平面上,其质量分别为m1=1.0kg、m2=2.0kg,它们与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.10.在t=0时开始用向右的水平拉力F=6.0N拉木块2和木块1同时开始运动,过一段时间细绳断开,到t=6.0s时1、2两木块相距Δs=22.0m(细绳长度可忽略),木块1早已停止.求此时木块2的动能.(g取10m/s2)33.如图1-88甲所示,质量为M、长L=1.0m、右端带有竖直挡板的木板B静止在光滑水平面上,一个质量为m的小木块(可视为质点)A以水平速度v0=4.0m/s滑上B的左端,之后与右端挡板碰撞,最后恰好滑到木板B的左端,已知M/m=3,并设A与挡板碰撞时无机械能损失,碰撞时间可以忽略不计,g取10m/s2.求(1)A、B最后速度;(2)木块A与木板B之间的动摩擦因数.(3)木块A与木板B相碰前后木板B的速度,再在图1-88乙所给坐标中画出此过程中B相对地的v-t图线.图1-8834.两个物体质量分别为m1和m2,m1原来静止,m2以速度v0向右运动,如图1-89所示,它们同时开始受到大小相等、方向与v0相同的恒力F的作用,它们能不能在某一时刻达到相同的速度?说明判断的理由.图1-89图1-90图1-9135.如图1-90所示,ABC是光滑半圆形轨道,其直径AOC处于竖直方向,长为0.8m.半径OB处于水平方向.质量为m的小球自A点以初速度v水平射入,求:(1)欲使小球沿轨道运动,其水平初速度v的最小值是多少?(2)若小球的水平初速度v小于(1)中的最小值,小球有无可能经过B点?若能,求出水平初速度大小满足的条件,若不能,请说明理由.(g取10m/s2,小球和轨道相碰时无能量损失而不反弹)36.试证明太空中任何天体表面附近卫星的运动周期与该天体密度的平方根成反比.37.在光滑水平面上有一质量为0.2kg的小球,以5.0m/s的速度向前运动,与一个质量为0.3kg的静止的木块发生碰撞,假设碰撞后木块的速度为4.2m/s,试论证这种假设是否合理.38.如图1-91所示在光滑水平地面上,停着一辆玩具汽车,小车上的平台A是粗糙的,并靠在光滑的水平桌面旁,现有一质量为m的小物体C以速度v0沿水平桌面自左向右运动,滑过平台A后,恰能落在小车底面的前端B处,并粘合在一起,已知小车的质量为M,平台A离车底平面的高度OA=h,又OB=s,求:(1)物体C刚离开平台时,小车获得的速度;(2)物体与小车相互作用的过程中,系统损失的机械能.39.一质量M=2kg的长木板B静止于光滑水平面上,B的右端离竖直挡板0.5m,现有一小物体A(可视为质点)质量m=1kg,以一定速度v0从B的左端水平滑上B,如图1-92所示,已知A和B间的动摩擦因数μ=0.2,B与竖直挡板的碰撞时间极短,且碰撞前后速度大小不变.①若v0=2m/s,要使A最终不脱离B,则木板B的长度至少多长?②若v0=4m/s,要使A最终不脱离B,则木板B又至少有多长?(g取10m/s2)图1-92图1-9340.在光滑水平面上静置有质量均为m的木板AB和滑块CD,木板AB上表面粗糙,动摩擦因数为μ,滑块CD上表面为光滑的1/4圆弧,它们紧靠在一起,如图1-93所示.一可视为质点的物块P质量也为m,它从木板AB右端以初速v0滑入,过B点时速度为v0/2,后又滑上滑块,最终恰好滑到最高点C处,求:(1)物块滑到B处时,木板的速度vAB;(2)木板的长度L;(3)物块滑到C处时滑块CD的动能.41.一平直长木板C静止在光滑水平面上,今有两小物块A和B分别以2v0和v0的初速度沿同一直线从长木板C两端相向水平地滑上长木板,如图1-94所示.设A、B两小物块与长木板C间的动摩擦因数均为μ,A、B、C三者质量相等.①若A、B两小物块不发生碰撞,则由开始滑上C到静止在C上止,B通过的总路程是多大?经过的时间多长?②为使A、B两小物块不发生碰撞,长木板C的长度至少多大?图1-94图1-9542.在光滑的水平面上停放着一辆质量为M的小车,质量为m的物体与一轻弹簧固定相连,弹簧的另一端与小车左端固定连接,将弹簧压缩后用细线将m栓住,m静止在小车上的A点,如图1-95所示.设m与M间的动摩擦因数为μ,O点为弹簧原长位置,将细线烧断后,m、M开始运动.(1)当物体m位于O点左侧还是右侧,物体m的速度最大?简要说明理由.(2)若物体m达到最大速度v1时,物体m已相对小车移动了距离s.求此时M的速度v2和这一过程中弹簧释放的弹性势能Ep?(3)判断m与M的最终运动状态是静止、匀速运动还是相对往复运动?并简要说明理由.43.如图1-96所示,AOB是光滑水平轨道,BC是半径为R的光滑1/4圆弧轨道,两轨道恰好相切.质量为M的小木块静止在O点,一质量为m的小子弹以某一初速度水平向右射入小木块内,并留在其中和小木块一起运动,恰能到达圆弧最高点C(小木块和子弹均可看成质点).问:(1)子弹入射前的速度?(2)若每当小木块返回或停止在O点时,立即有相同的子弹射入小木块,并留在其中,则当第9颗子弹射入小木块后,小木块沿圆弧能上升的最大高度为多少?图1-96图1-9744.如图1-97所示,一辆质量m=2kg的平板车左端放有质量M=3kg的小滑块,滑块与平板车间的动摩擦因数μ=0.4.开始时平板车和滑块共同以v0=2m/s的速度在光滑水平面上向右运动,并与竖直墙壁发生碰撞,设碰撞时间极短且碰撞后平板车速度大小保持不变,但方向与原来相反,平板车足够长,以至滑块不会滑到平板车右端.(取g=10m/s2)求:(1)平板车第一次与墙壁碰撞后向左运动的最大距离.(2)平板车第二次与墙壁碰撞前瞬间的速度v.(3)为使滑块始终不会从平板车右端滑下,平板车至少多长?(M可当作质点处理)45.如图1-98所示,质量为0.3kg的小车静止在光滑轨道上,在它的下面挂一个质量为0.1kg的小球B,车旁有一支架被固定在轨道上,支架上O点悬挂一个质量仍为0.1kg的小球A,两球的球心至悬挂点的距离均为0.2m.当两球静止时刚好相切,两球心位于同一水平线上,两条悬线竖直并相互平行.若将A球向左拉到图中的虚线所示的位置后从静止释放,与B球发生碰撞,如果碰撞过程中无机械能损失,求碰撞后B球上升的最大高度和小车所能获得的最大速度.图1-98图1-9946.如图1-99所示,一条不可伸缩的轻绳长为l,一端用手握着,另一端系一个小球,今使手握的一端在水平桌面上做半径为r、角速度为ω的匀速圆周运动,且使绳始终与半径为r的圆相切,小球也将在同一水平面内做匀速圆周运动.若人手提供的功率恒为P,求:(1)小球做圆周运动的线速度大小;(2)小球在运动过程中所受到的摩擦阻力的大小.47.如图1-100所示,一个框架质量m1=200g,通过定滑轮用绳子挂在轻弹簧的一端,弹簧的另一端固定在墙上,当系统静止时,弹簧伸长了10cm,另有一粘性物体质量m2=200g,从距框架底板H=30cm的上方由静止开始自由下落,并用很短时间粘在底板上.g取10m/s2,设弹簧右端一直没有碰到滑轮,不计滑轮摩擦,求框架向下移动的最大距离h多大?图1-100图1-101图1-10248.如图1-101所示,在光滑的水平面上,有两个质量都是M的小车A和B,两车之间用轻质弹簧相连,它们以共同的速度v0向右运动,另有一质量为m=M/2的粘性物体,从高处自由落下,正好落在A车上,并与之粘合在一起,求这以后的运动过程中,弹簧获得的最大弹性势能E.49.一轻弹簧直立在地面上,其劲度系数为k=400N/m,在弹簧的上端与盒子A连接在一起,盒子内装物体B,B的上下表面恰与盒子接触,如图1-102所示,A和B的质量mA=mB=1kg,g=10m/s2,不计阻力,先将A向上抬高使弹簧伸长5cm后从静止释放,A和B一起做上下方向的简谐运动,已知弹簧的弹性势能决定于弹簧的形变大小.(1)试求A的振幅;(2)试求B的最大速率;(3)试求在最高点和最低点A对B的作用力.参考解题过程与答案1.解:由匀加速运动的公式v2=v02+2as得物块沿斜面下滑的加速度为a=v2/2s=1.42/(2×1.4)=0.7ms-2,由于a<gsinθ=5ms-2,可知物块受到摩擦力的作用.图3分析物块受力,它受3个力,如图3.对于沿斜面的方向和垂直于斜面的方向,由牛顿定律有mgsinθ-f1=ma,mgcosθ-N1=0,分析木楔受力,它受5个力作用,如图3所示.对于水平方向,由牛顿定律有f2+f1cosθ-N1sinθ=0,由此可解得地面的作用于木楔的摩擦力f2=mgcosθsinθ-(mgsinθ-ma)cosθ=macosθ=1×0.7×(/2)=0.61N.此力的方向与图中所设的一致(由指向).2.解:(1)飞机原先是水平飞行的,由于垂直气流的作用,飞机在竖直方向上的运动可看成初速度为零的匀加速直线运动,根据h=(1/2)at2,得a=2h/t2,代入h=1700m,t=10s,得a=(2×1700/102)(m/s2)=34m/s2,方向竖直向下.(2)飞机在向下做加速运动的过程中,若乘客已系好安全带,使机上乘客产生加速度的力是向下重力和安全带拉力的合力.设乘客质量为m,安全带提供的竖直向下拉力为F,根据牛顿第二定律F+mg=ma,得安全带拉力F=m(a-g)=m(34-10)N=24m(N),∴安全带提供的拉力相当于乘客体重的倍数n=F/mg=24mN/m·10N=2.4(倍).(3)若乘客未系安全带,飞机向下的加速度为34m/s2,人向下加速度为10m/s2,飞机向下的加速度大于人的加速度,所以人对飞机将向上运动,会使头部受到严重伤害.3.解:设月球表面重力加速度为g,根据平抛运动规律,有h=(1/2)gt2,①水平射程为L=v0t,②联立①②得g=2hv02/L2.③根据牛顿第二定律,得mg=m(2π/T)2R,④联立③④得T=(πL/v0h).⑤4.解:前2秒内,有F-f=ma1,f=μN,N=mg,则a1=(F-μmg)/m=4m/s2,vt=a1t=8m/s,撤去F以后a2=f/m=2m/s,s=v12/2a2=16m.5.解:(1)用力斜向下推时,箱子匀速运动,则有Fcosθ=f,f=μN,N=G+Fsinθ,联立以上三式代数据,得F=1.2×102N.(2)若水平用力推箱子时,据牛顿第二定律,得F合=ma,则有F-μN=ma,N=G,联立解得a=2.0m/s2.v=at=2.0×3.0m/s=6.0m/s,s=(1/2)at2=(1/2)×2.0×3.02m/s=9.0m,推力停止作用后a′=f/m=4.0m/s2(方向向左),s′=v2/2a′=4.5m,则s总=s+s′=13.5m.6.解:根据题中说明,该运动员发球后,网球做平抛运动.以v表示初速度,H表示网球开始运动时离地面的高度(即发球高度),s1表示网球开始运动时与网的水平距离(即运动员离开网的距离),t1表示网球通过网上的时刻,h表示网球通过网上时离地面的高度,由平抛运动规律得到s1=vt1,H-h=(1/2)gt12,消去t1,得v=m/s,v≈23m/s.以t2表示网球落地的时刻,s2表示网球开始运动的地点与落地点的水平距离,s表示网球落地点与网的水平距离,由平抛运动规律得到H=(1/2)gt22,s2=vt2,消去t2,得s2=v2Hg≈16m,网球落地点到网的距离s=s2-s1≈4m. 7.解:设经过时间t,物体到达P点(1)xP=v0t,yP=(1/2)(F/m)t2,xP/yP=ctg37°,联解得t=3s,x=30m,y=22.5m,坐标(30m,22.5m)(2)vy=(F/m)t=15m/s,∴v=220yv v += 513m/s,tgα=vy/v0=15/10=3/2,∴α=arctg(3/2),α为v与水平方向的夹角. 8.解:在0~1s内,由v-t图象,知a1=12m/s2,由牛顿第二定律,得F-μmgcosθ-mgsinθ=ma1,①在0~2s内,由v-t图象,知a2=-6m/s2,因为此时物体具有斜向上的初速度,故由牛顿第二定律,得 -μmgcosθ-mgsinθ=ma2,②②式代入①式,得F=18N.9.解:在传送带的运行速率较小、传送时间较长时,物体从A到B需经历匀加速运动和匀速运动两个过程,设物体匀加速运动的时间为t1,则(v/2)t1+v(t-t1)=L,所以t1=2(vt-L)/v=(2×(2×6-10)/2)s=2s.为使物体从A至B所用时间最短,物体必须始终处于加速状态,由于物体与传送带之间的滑动摩擦力不变,所以其加速度也不变.而a=v/t=1m/s2.设物体从A至B所用最短的时间为t2,则 (1/2)at22=L,t2=2L a =2101⨯=25s.vmin=at2=1×25m/s=25m/s. 传送带速度再增大1倍,物体仍做加速度为1m/s2的匀加速运动,从A至B的传送时间为4.5.10.解:启动前N1=mg,升到某高度时N2=(17/18)N1=(17/18)mg,对测试仪N2-mg′=ma=m(g/2), ∴g′=(8/18)g=(4/9)g,GmM/R2=mg,GmM/(R+h)2=mg′,解得:h=(1/2)R.11.解:(1)设卫星质量为m,它在地球附近做圆周运动,半径可取为地球半径R,运动速度为v,有 GMm/R2=mv2/R得v=GM R.(2)由(1)得:M=v2R/G==6.0×1024kg. 12.解:对物块:F1-μmg=ma1,6-0.5×1×10=1·a1,a1=1.0m/s2,s1=(1/2)a1t2=(1/2)×1×0.42=0.08m,v1=a1t=1×0.4=0.4m/s,对小车:F2-μmg=Ma2,9-0.5×1×10=2a2,a2=2.0m/s2,s2=(1/2)a2t2=(1/2)×2×0.42=0.16m,v2=a2t=2×0.4=0.8m/s,撤去两力后,动量守恒,有Mv2-mv1=(M+m)v,v=0.4m/s(向右), ∵((1/2)mv12+(1/2)Mv22)-(1/2)(m+M)v2=μmgs3,s3=0.096m,∴l=s1+s2+s3=0.336m.13.解:设木块到B时速度为v0,车与船的速度为v1,对木块、车、船系统,有 m1gh=(m1v02/2)+((m2+m3)v12/2),m1v0=(m2+m3)v1, 解得v0=5gh 15,v1=gh15. 木块到B后,船以v1继续向左匀速运动,木块和车最终以共同速度v2向右运动,对木块和车系统,有m1v0-m2v1=(m1+m2)v2,μm1gs=((m1v02/2)+(m2v12/2))-((m1+m2)v22/2), 得v2=v1=gh15,s=2h. 14.解:(1)小球的角速度与手转动的角速度必定相等均为ω.设小球做圆周运动的半径为r,线速度为v.由几何关系得r=22L R +,v=ω·r,解得v=ω22L R +.(2)设手对绳的拉力为F,手的线速度为v,由功率公式得P=Fv=F·ωR,∴F=P/ωR.小球的受力情况如图4所示,因为小球做匀速圆周运动,所以切向合力为零,即Fsinθ=f,其中sinθ=R/22L R +,联立解得f=P/ω22L R +.15.解:(1)用v1表示子弹射入木块C后两者的共同速度,由于子弹射入木块C时间极短,系统动量守恒,有 mv0=(m+M)v1,∴v1=mv0/(m+M)=3m/s,子弹和木块C在AB木板上滑动,由动能定理得:(1/2)(m+M)v22-(1/2)(m+M)v12=-μ(m+M)gL,解得v2=21v 2gL -μ=22m/s.(2)用v′表示子弹射入木块C后两者的共同速度,由动量守恒定律,得mv0′+Mu=(m+M)v1′,解得v1′=4m/s.木块C及子弹在AB木板表面上做匀减速运动a=μg.设木块C和子弹滑至AB板右端的时间为t,则木块C和子弹的位移s1=v1′t-(1/2)at2,由于m车≥(m+M),故小车及木块AB仍做匀速直线运动,小车及木板AB的位移s=ut,由图5可知:s1=s+L, 联立以上四式并代入数据得:t2-6t+1=0,解得:t=(3-22)s,(t=(3+22)s不合题意舍去),(11)∴s=ut=0.18m.16.解:(1)设A滑上B后达到共同速度前并未碰到档板,则根据动量守恒定律得它们的共同速度为v,有图5mv0=(M+m)v,解得v=2m/s,在这一过程中,B的位移为sB=vB2/2aB且aB=μmg/M,解得sB=Mv2/2μmg=2×22/2×0.2×1×10=2m.设这一过程中,A、B的相对位移为s1,根据系统的动能定理,得μmgs1=(1/2)mv02-(1/2)(M+m)v2,解得s1=6m.当s=4m时,A、B达到共同速度v=2m/s后再匀速向前运动2m碰到挡板,B碰到竖直挡板后,根据动量守恒定律得A、B最后相对静止时的速度为v′,则Mv-mv=(M+m)v′,解得v′=(2/3)m/s. 在这一过程中,A、B的相对位移为s2,根据系统的动能定理,得 μmgs2=(1/2)(M+m)v2-(1/2)(M+m)v′2,。
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物理高中试题及答案大全一、选择题1. 光在真空中的传播速度是()A. 300,000 km/sB. 3.0 × 10^8 m/sC. 3.0 × 10^5 km/sD. 3.0 × 10^2 km/s答案:B2. 一个物体在水平面上受到的摩擦力大小与以下哪个因素无关?()A. 物体的重量B. 物体与地面的接触面积C. 物体与地面之间的摩擦系数D. 物体的移动速度答案:D二、填空题1. 根据牛顿第二定律,力等于质量与加速度的乘积,公式为________。
答案:F = ma2. 电场强度的定义式为 ________,其中E表示电场强度,q表示试探电荷,F表示试探电荷所受的电场力。
答案:E = F/q三、计算题1. 一辆质量为1000 kg的汽车,以20 m/s的速度行驶,求汽车的动能。
答案:动能= 1/2 × m × v^2 = 1/2 × 1000 kg × (20 m/s)^2 = 200,000 J2. 一个电阻为10 Ω的电阻器通过2 A的电流,求该电阻器的电功率。
答案:电功率= I^2 × R = (2 A)^2 × 10 Ω = 40 W四、实验题1. 描述如何使用弹簧秤测量物体的重力。
答案:将物体悬挂在弹簧秤的挂钩上,确保弹簧秤垂直于地面,读取弹簧秤上的示数即为物体的重力。
2. 描述如何使用伏特表测量电路中的电压。
答案:将伏特表并联在电路中需要测量电压的两点之间,确保电流从正极流入,负极流出,读取伏特表上的示数即为电路中的电压。
五、简答题1. 简述光的干涉现象及其应用。
答案:光的干涉现象是指两束或多束相干光波在空间相遇时,由于相位差的存在,导致光强在某些区域增强,在另一些区域减弱的现象。
其应用包括光学干涉仪、光纤通信、激光干涉测量等。
2. 描述电磁感应现象及其在日常生活中的应用。
答案:电磁感应现象是指当导体在磁场中移动或磁场在导体周围变化时,会在导体中产生电动势的现象。
高中物理人教版必修一计算题练习及答案
1.(8分)B 、C 两个小球所受重力均为G ,用轻质细线悬挂在竖直墙上的A 、D 两点(A 、D 与两小球在同一竖直平面内).细线与竖直墙壁之间的夹角分别为30°和60°(如图14所示),两个小球均处于静止状态.则:图14(1)AB 和CD 两根细线的拉力F AB 和F CD 分别为多大? (2)细线BC 与竖直方向的夹角θ是多少? 答案 (1)3G G (2)60°解析 (1)对两个小球构成的整体受力分析,根据力的平衡条件得: 水平方向:F AB sin 30°=F CD sin 60°(1分) 竖直方向:F AB cos 30°+F CD cos 60°=2G (1分) 联立解得:F AB =3G ,F CD =G (2分)(2)对小球C 受力分析,根据力的平衡条件得: 水平方向:F BC sin θ=F CD sin 60°(1分) 竖直方向:F BC cos θ+F CD cos 60°=G (1分) 联立解得:θ=60°.(2分)2.(11分)(2019·雅安中学期中)如图15所示,质量为m 的物体A 放在竖直轻弹簧B 上,且弹簧B 分别与地面和物体A 相连接.现用细绳跨过定滑轮将物体A 与另一轻弹簧C 连接,当弹簧C 处在水平位置且右端位于a 点时没有发生形变.已知弹簧B 与弹簧C 的劲度系数分别为k 1和k 2,不计定滑轮、细绳的质量和摩擦.将弹簧C 的右端由a 点沿水平方向拉到b 点时,弹簧B 的弹力的大小变为原来的25,求:图15(1)弹簧C 在a 点时,弹簧B 的压缩量x 1; (2)a 、b 两点间的距离L .答案 (1)mg k 1 (2)(1k 1+1k 2)3mg 5或(1k 1+1k 2)7mg5解析 (1)由胡克定律和二力平衡得:k 1x 1=mg (1分) 故x 1=mgk 1(1分)(2)第一种情形:当弹簧B 处于压缩状态,弹力大小为原来的25时,与最开始相比,弹力变化ΔF 1=35mg (1分)弹簧B 的压缩量的减少量Δx 1=ΔF 1k 1=3mg5k 1(1分)由于物体A 处于静止状态 弹簧C 的弹力ΔF 1′=ΔF 1弹簧C 的伸长量Δx 2=ΔF 1′k 2=3mg5k 2(1分)所以L =(1k 1+1k 2)3mg5(1分)第二种情形:当弹簧B 处于拉伸状态,弹力大小为原来的25时与最开始相比,弹力变化ΔF 2=75mg (1分)弹簧B 的形变量的变化量Δx 1′=ΔF 2k 1=7mg5k 1(1分)由于物体A 处于静止状态 弹簧C 的弹力ΔF 2′=ΔF 2(1分)弹簧C 的伸长量Δx 2′=ΔF 2′k 2=7mg5k 2(1分)所以L =(1k 1+1k 2)7mg5.(1分)3.(13分)如图16所示为货场使用的传送带装置,传送带倾斜放置,与水平面夹角为θ=37°,传送带AB 足够长,传送带以大小为v =2 m /s 的恒定速率顺时针转动.一包货物以v 0=12 m/s 的初速度从A 端滑上传送带,货物与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5,且可将货物视为质点.(g 取10 m/s 2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)图16(1)货物刚滑上传送带时加速度为多大?(2)当货物的速度和传送带的速度相同时用了多长时间?这时货物相当于地面沿传送带方向运动了多远?(3)从货物滑上传送带开始计时,到货物再次滑回A 端共用了多少时间?(计算结果可用根式表示)答案 (1)10 m/s 2 (2)1 s 7 m (3)(2+22) s解析 (1)设货物刚滑上传送带时加速度大小为a 1,货物相对传送带向上运动,所以货物受到的摩擦力沿传送带向下,货物受力如图所示.根据牛顿第二定律得 mg sin θ+f =ma 1,(1分) F N -mg cos θ=0(1分) 又f =μF N ,(1分)解得a 1=g (sin θ+μcos θ)=10 m/s 2.(1分)(2)货物速度从v 0减至v 所用时间t 1=v -v 0-a 1=1 s ,(1分)位移s 1=v 2-v 02-2a 1=7 m .(2分)(3)过了t 1=1 s 后货物所受摩擦力沿传送带向上,设此时货物的加速度大小为a 2,同理可得 a 2=g (sin θ-μcos θ)=2 m/s 2,方向沿传送带向下.(1分) 设货物再经时间t 2,速度减为零,则t 2=0-v-a 2=1 s .(1分)沿传送带向上滑动的位移s 2=0-v 2-2a 2=0-22-2×2 m =1 m ,(1分)上滑的总距离为s =s 1+s 2=8 m .(1分)货物到达最高点下滑时的加速度大小为a 2,设下滑时间为t 3,由s =12a 2t 32,解得t 3=2 2 s ,(1分)则货物从A 端滑上传送带到再次滑回A 端的总时间为t =t 1+t 2+t 3=(2+22) s .(1分) 4.(8分)出租车上安装有速度表,计价器里安装有里程表和时间表,出租车载客后,从10时10分55秒开始做初速度为零的匀加速直线运动,经过10 s 时,速度表显示54 km/h. (1)求这时出租车离出发点的距离;(2)出租车以相同的加速度继续做匀加速直线运动,当速度表显示108 km/h 时,出租车开始做匀速直线运动.求时间表显示10时12分35秒时,计价器里程表示数应为多少?(出租车启动时,里程表示数为零)答案 (1)75 m (2)2 700 m解析 (1)54 km /h =15 m/s ,根据速度公式, 得到a =v 1t 1=1510 m/s 2=1.5 m/s 2(1分)再根据位移公式,得到s 1=12at 12=12×1.5×102 m =75 m(1分)这时出租车距出发点75 m(2)108 km /h =30 m /s ,根据v 22=2as 2(1分) 得到出租车匀加速运动过程的位移 s 2=v 222a =3022×1.5 m =300 m(1分)设经历的时间为t 2,根据v 2=at 2(1分) 得t 2=v 2a =301.5s =20 s(1分)这时出租车时间表应显示10时11分15秒. 出租车匀速运动的时间t 3=80 s ,匀速运动的位移s 3=v 2t 3=30×80 m =2 400 m(1分) 所以10时12分35秒时,计价器里程表应显示的示数为 s =s 2+s 3=(300+2 400) m =2 700 m(1分)5.(10分)“娱乐风洞”是集高科技与惊险于一体的娱乐项目,表演者通过调整身姿,来改变所受的向上风力的大小,人体可上下移动的空间总高度为H .假设站立时表演者所受的向上风力为体重的14,横躺时表演者所受的向上风力为体重的2倍.如图16所示,表演开始时开启风力,表演者先以站立身姿从A 点由静止下落,经过B 点时立即调整为横躺身姿,运动到最低点C 处恰好减速为零,重力加速度为g ,求:图16(1)表演者在AB 段运动时的加速度大小; (2)BC 段的距离. 答案 (1)34g (2)37H解析 (1)设表演者质量为m ,站立时由牛顿第二定律得 mg -F 1=ma 1(1分) F 1=14mg (1分)解得a 1=34g (1分)(2)横躺时由牛顿第二定律得:F 2-mg =ma 2(1分) F 2=2mg (1分) 解得a 2=g (1分)设AB 段距离为h 1,BC 段距离为h 2,到达B 点时速度为v ,则 加速过程:v 2=2a 1h 1(1分) 减速过程:v 2=2a 2h 2(1分) 又H =h 1+h 2(1分) 解得h 2=37H .(1分)6.(12分)(2018·上海中学高一月考)水平面上固定一斜面体,其斜面足够长且光滑,倾角α=53°,水平面与斜面的交界处为一小段光滑圆弧(图中未画出),一质量为m =2 kg 的小物块静止于A 点,现在对小物块施加一与水平方向成α=53°的恒力F ,如图18甲所示.小物块与水平面间的动摩擦因数为μ=0.5,在AB 段运动的速度-时间图象如图乙所示,到达B 点时迅速撤去恒力F .(已知sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,取g =10 m/s 2)图18(1)求小物块所受到的恒力F 的大小;(2)求小物块从B 点沿斜面向上运动,到返回到B 点所用的时间;(3)小物块能否返回A 点?若能,计算小物块通过A 点时的速度大小;若不能,计算小物块停止运动时离B 点的距离.答案 (1)11 N (2)0.5 s (3)不能 0.4 m解析 (1)由题图乙可知,小物块在AB 段运动的加速度大小a 1=Δv Δt =2.0-04.0-0 m /s 2=0.5 m /s 2(1分)以小物块为研究对象,根据牛顿第二定律, 有F cos α-μ(mg -F sin α)=ma 1(1分)得F =ma 1+μmg cos α+μsin α=2×0.5+0.5×2×100.6+0.5×0.8 N =11 N(1分)(2)由题图乙可知,小物块到达B 点时的速度大小 v B =2.0 m/s(1分)在BC 段运动时,有mg sin α=ma 2(1分) 得a 2=g sin α=8 m/s 2(1分)小物块沿斜面从B 点运动到最高点所用时间与从最高点回到B 点所用时间相等,有t 总=2v Ba 2=2×2.08s =0.5 s(1分) (3)小物块从B 向A 运动过程中,有μmg =ma 3(1分) 得a 3=μg =0.5×10 m/s 2=5 m/s 2(1分) 滑行的位移大小s =v B 22a 3=2.022×5 m =0.4 m(1分)而s AB =v B 2t =2.02×4.0 m =4.0 m(1分)因s <s AB ,故小物块不能返回A 点,停止运动时离B 点的距离为0.4 m .(1分)。
高中物理牛顿第二定律计算题专题训练含答案
高中物理牛顿第二定律计算题专题训练含答案姓名:__________ 班级:__________考号:__________一、计算题(共20题)1、列车在机车的牵引下沿平直铁轨匀加速行驶,在100s内速度由5.0m/s增加到15.0m/s.(1)求列车的加速度大小.(2)若列车的质量是1.0×106kg,机车对列车的牵引力是1.5×105N,求列车在运动中所受的阻力大小.2、如图所示,质量为m的摆球A悬挂在车架上,求在上述各种情况下,摆线与竖直方向的夹角a和线中的张力T:(1)小车沿水平方向做匀速运动。
(2)小车沿水平方向做加速度为a的运动。
3、质量为2Kg的质点同时受到相互垂直的两个力F1、F2的作用,如图所示,其中F1=3N,F2=4N ,求质点的加速度大小和方向。
4、直升机沿水平方向匀速飞往水源取水灭火,悬挂着m=500 kg空箱的悬索与竖直方向的夹角θ1=45°。
直升机取水后飞往火场,加速度沿水平方向,大小稳定在a=1.5 m/s2时,悬索与竖直方向的夹角θ2=14°。
如果空气阻力大小不变,且忽略悬索的质量,试求空气阻力f和水箱中水的质量M。
(sin14°=0.242;cos14°=0.970)5、如图所示,质量为M=4kg底座A上装有长杆,杆长为1.5m,杆上有质量为m=1kg的小环,当小环从底座底部以初速度竖直向上飞起时,恰好能冲到长杆顶端,然后重新落回,小环在上升和下降过程中,受到长杆的摩擦力大小不变,在此过程中底座始终保持静止。
(g=10m/s2)求:(1)小环上升过程中的加速度(2)小环受到的摩擦力大小(3)小环在下降过程中,底座对地面的压力。
6、一个质量为0.2 kg的小球用细线吊在倾角θ=53°的斜面顶端,如图,斜面静止时,球紧靠在斜面上,绳与斜面平行,不计摩擦,当斜面以10 m/s2的加速度向右做加速运动时,求绳的拉力及斜面对小球的弹力.(计算时)7、如图所示,轻绳的一端系在地上,另一端系着氢气球,氢气球重20 N,空气对它的浮力恒为30 N,由于受恒定水平风力作用,使系氢气球的轻绳和地面成53°角,(sin53°=0.8,cos53°=0.6,g=10m/s2)。
高中物理计算题(有详细答案哦)
二、计算题121.如图所示,有一块木板静止在光滑且足够长的水平面上,木板质量为M=4kg ,长为L=1.4m ;木板右端放着一小滑块,小滑块质量为m=1kg ,其尺寸小于L 。
小滑块与木板之间的动摩擦因数为μ==04102.(/)g m s(1)现用恒力F 作用在木板M 上,为了使得m 能从M 上面滑落下来,问:F 大小的范围是什么?(2)其它条件不变,若恒力F=22.8牛顿,且始终作用在M 上,最终使得m 能从M 上面滑落下来。
问:m 在M 上面滑动的时间是多大? 解析:(1)小滑块与木板间的滑动摩擦力 f N mg ==μμ小滑块在滑动摩擦力f 作用下向右匀加速运动的加速度a f m g m s 124===//μ木板在拉力F 和滑动摩擦力f 作用下向右匀加速运动的加速度 a F f M 2=-()/使m 能从M 上面滑落下来的条件是 a a 21> 即N g m M F m f M f F 20)(//)(=+>>-μ解得(2)设m 在M 上滑动的时间为t ,当恒力F=22.8N ,木板的加速度a F f M m s 2247=-=()/./ ) 小滑块在时间t 内运动位移S a t 1122=/ 木板在时间t 内运动位移S a t 2222=/ 因S S L 21-=即s t t t 24.12/42/7.422==-解得122.有个演示实验,在上下面都是金属板的玻璃盒内,放了许多锡箔纸揉成的小球,当上下板间加上电压后,小球就上下不停地跳动。
现取以下简化模型进行定量研究。
如图所示,电容量为C 的平行板电容器的极板A 和B 水平放置,相距为d ,与电动势为ε、内阻可不计的电源相连。
设两板之间只有一个质量为m 的导电小球,小球可视为质点。
已知:若小球与极板发生碰撞,则碰撞后小球的速度立即变为零,带电状态也立即改变,改变后,小球所带电荷符号与该极板相同,电量为极板电量的α倍(α<<1)。
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二、计算题121.如图所示,有一块木板静止在光滑且足够长的水平面上,木板质量为M=4kg ,长为L=1.4m ;木板右端放着一小滑块,小滑块质量为m=1kg ,其尺寸小于L 。
小滑块与木板之间的动摩擦因数为μ==04102.(/)g m s(1)现用恒力F 作用在木板M 上,为了使得m 能从M 上面滑落下来,问:F 大小的范围是什么?(2)其它条件不变,若恒力F=22.8牛顿,且始终作用在M 上,最终使得m 能从M 上面滑落下来。
问:m 在M 上面滑动的时间是多大? 解析:(1)小滑块与木板间的滑动摩擦力 f N mg ==μμ小滑块在滑动摩擦力f 作用下向右匀加速运动的加速度a f m g m s 124===//μ木板在拉力F 和滑动摩擦力f 作用下向右匀加速运动的加速度 a F f M 2=-()/使m 能从M 上面滑落下来的条件是 a a 21> 即N g m M F m f M f F 20)(//)(=+>>-μ解得(2)设m 在M 上滑动的时间为t ,当恒力F=22.8N ,木板的加速度a F f M m s 2247=-=()/./ ) 小滑块在时间t 内运动位移S a t 1122=/ 木板在时间t 内运动位移S a t 2222=/ 因S S L 21-=即s t t t 24.12/42/7.422==-解得 122.有个演示实验,在上下面都是金属板的玻璃盒内,放了许多锡箔纸揉成的小球,当上下板间加上电压后,小球就上下不停地跳动。
现取以下简化模型进行定量研究。
如图所示,电容量为C 的平行板电容器的极板A 和B 水平放置,相距为d ,与电动势为ε、内阻可不计的电源相连。
设两板之间只有一个质量为m 的导电小球,小球可视为质点。
已知:若小球与极板发生碰撞,则碰撞后小球的速度立即变为零,带电状态也立即改变,改变后,小球所带电荷符号与该极板相同,电量为极板电量的α倍(α<<1)。
不计带电小球对极板间匀强电场的影响。
重力加速度为g 。
(1)欲使小球能够不断地在两板间上下往返运动,电动势ε至少应大于多少?(2)设上述条件已满足,在较长的时间间隔T 内小球做了很多次往返运动。
求在T 时间内小球往返运动的次数以及通过电源的总电量。
解析:(1)用Q 表示极板电荷量的大小,q 表示碰后小球电荷量的大小。
要使小球能不停地往返运动,小球所受的向上的电场力至少应大于重力,则q d ε>mg ①其中 q=αQ ② 又有 Q=Cε ③由以上三式有 mgdC α ④(2)当小球带正电时,小球所受电场力与重力方向相同,向下做加速运动。
以a 1表示其加速度,t 1表示从A 板到B 板所用的时间,则有q d ε+mg=ma 1 ⑤d=12a 1t 12⑥当小球带负电时,小球所受电场力与重力方向相反,向上做加速运动,以a2表示其加速度,t 2表示从B 板到A 板所用的时间,则有q d ε-mg=ma 2 ⑦d=12a 2t 22 ⑧小球往返一次共用时间为(t 1+t 2),故小球在T 时间内往返的次数n=12T t t +双 ⑨由以上关系式得:n=222222Tmd md C mgd C mgd αεαε++- ⑩小球往返一次通过的电量为2q ,在T 时间内通过电源的总电量 Q'=2qn ○11由以上两式可得:Q'=2222222C Tmd md C mgd C mgd αεαεαε++-123.如图所示,电荷量均为+q 、质量分别为m 和2m 的小球A 和B ,中间连接质量不计的细绳,在竖直方向的匀强电场中以速度v 0匀速上升,某时刻细绳断开.求:(1)电场强度大小及细绳断开后两球A 、B 的加速度; (2)当球B 速度为零时,球A 的速度大小;(3)自绳断开至球B 速度为零的过程中,两球组成系统的机械能增量为多少?解析:(1)设电场强度为E ,把小球A 、B 看作一个系统,由于绳未断前两球均做匀速运动,则23qE mg =,32mg E q =细绳断后,根据牛顿第二定律得AqE mg ma -=,2A ga =方向向上;22BqE mg ma -=,4B ga =-(负号表示方向向下).(2)细绳断开前后两绳组成的系统满足合外力为零,所以系统总动量守恒.设B 球速度为零时,A 球的速度为v A ,根据动量守恒定律得00(2)0,3A A m m v mv v v +=+=(3)设自绳断开到球B 速度为零的时间为t ,则00,4B B g v a t a =+=-,则04v t g = 在该时间内A 的位移为2000000(3)(3)4822A v v v v v v s t g g ++==⋅=由功能关系知,电场力对A 做的功等于物体A 的机械能增量,则220083122A A v mg E qEs q mv q g ∆==⋅=同理对球B得222332B BvmgE qEs q mvq g∆==⋅=所以215A BE E E mv ∆=∆+∆=124.如图所示,在竖直平面内建立xOy直角坐标系,Oy表示竖直向上的方向.已知该平面内存在沿x轴负方向的区域足够大的匀强电场,现有一个带电量为2. 5×10-4C 的小球从坐标原点O沿y轴正方向以0. 4 kg·m/s的初动量竖直向上抛出,它到达的最高点位置为图中的Q点,不计空气阻力,g取10 m/s2.(1)指出小球带何种电荷;(2)求匀强电场的电场强度大小;(3)求小球从O点抛出到落回z轴的过程中电势能的改变量.解析:(1)小球带负电.(2)小球在y方向上做竖直上抛运动,在x方向做初速度为零的匀加速运动,最高点Q的坐标为(1. 6,3.2),则kgmmvpsmgyv05.0,,/822====又CNEgtymqEtatx/101,21,2213222⨯====。
(3)由221gty=可解得上升阶段时间为st8.0=,所以全过程时间为stt6.12=='。
x方向发生的位移为mmtqEt ax4.622122='='=。
由于电场力做正功,所以电势能减少,设减少量为△E,代入数据得△E=qE x=1.6 J.125.有一种电子仪器叫示波器,可以用来观察电信号随时间变化的情况,示波器的核心部件是示波管,如图甲所示,它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成.如果在偏转电极XX'和YY'上都没加电压,电子束从金属板小孔射出后将沿直线传播,打在荧光屏上,在那里产生一个亮斑.如果在偏转电极XX'上不加电压,只在偏转电极YY'上加电压,电子在偏转电极YY'的电场中发生偏转,离开偏转电极YY'后沿直线前进,打在荧光屏上的亮斑在竖直方向发生位移y',如图乙所示.(1)设偏转电极YY'上的电压为U、板间距离为d,极板长为l1,偏转电极YY'到荧光屏的距离为l2.电子所带电量为e,以v0的速度垂直电场强度方向射入匀强电场,如图乙所示.试证明y'=)2(1221lldmvUel+(2)设电子从阴极射出后,经加速电场加速,加速电压为U;,从偏转电场中射出时的偏移量为y .在技术上我们把偏转电场内单位电压使电子产生的偏移量(即y/U )称为示波管的灵敏度φ,试推导灵敏度的表达式,并提出提高灵敏度可以采用的方法.解析:(1)证明:根据几何知识可知y'=y +l 2tan θ电子在电场中运动的时间01v l t =偏移量22122121v l md eU at y ⋅⋅==设偏转角度为θ,则20100tan mdv eUl v atv v y ===θ所以有20212tan mdv l eUl l =θ即)2(2tan '1220120212212l l dmv Uel mdv l eUl mdv Uel l y y +=+=+=θ(2)电子在加速电场加速后,有12021eU mv =,得m eU v 102= 电子在YY'内的加速度为md eU a =,电子在YY'内运动的时间:11012eU m l v l t ==所以,偏转位移1212421dU Ul at y ==根据灵敏度的定义1214dU l U y ==ϕ根据ϕ的表达式可知,要提高示波管的灵敏度,可增加偏转电极的长度、减小偏转电极间距离或减小电子枪的加速高压。
126.如图所示,处于同一条竖直线上的两个点电荷A 、B 带等量同种电荷,电荷量为Q ; G 、H 是它们连线的垂直平分线.另有一个带电小球C ,质量为m 、电荷量为+q(可视为点电荷),被长为l 的绝缘轻细线悬挂于O 点,现在把小球C 拉起到M 点,使细线水平且与 A 、B 处于同一竖直面内,由静止开始释放,小球C 向下运动到GH 线上的N 点时刚好速度为零,此时细线与竖直方向上的夹角θ= 300.试求:(1)在A 、B 所形成的电场中,M 、N 两点阿的电势差,并指出M 、N 哪一点的电势高. (2)若N 点与A 、B 两个点电荷所在位置正好形成一个边长为a 的正三角形,则小球运动到N 点瞬间,轻细线对小球的拉力F T (静电力常量为k).解析:(1)带电小球C 在A 、B 形成的电场中从M 点运动到N 点的过程中,重力和电场力做功,但合力功为零,则cos 0MN qU mgl θ+=所以cos30MN mgl U q =-即M 、N 两点间的电势差大小cos 30mgl q ,且N 点的电势高于M 点的电势.(2)在N 点,小球C 受到重力mg 、细线的拉力F T 以及A 和B 分别对它的斥力F A 和F B 四个力的作用如图所示,且沿细线方向的合力为零.则cos30cos300T A F mg F --=又2A B Qq F F ka ==得2cos30cos30T QqF mg ka =+127.如图所示,半径为r 的两半圆形光滑金属导轨并列竖直放置,在轨道上左侧高最高点M 、M'间接有阻值为R 的电阻,整个轨道处在竖直向下的磁感应强度为B 的匀强磁场中,两导轨间距为l ,一电阻也为0R,质量为m 的金属棒aa'从MM'处静止释放,经过时间t 到达导轨最低点CC'的速度为v ,不计摩擦,求:(1)aa' 金属棒到达CC' 时,所受磁场力的大小. (2)aa' 金属棒到达CC' 时,回路中的电功率. (3)从MM' 到CC' 过程中,通过aa' 金属棒的电量.(4)aa' 金属棒到达CC' 时,加速度的大小有多大?解析:(1)Blv E = ∴022200222R v l B BIl F R BlvR E I ====安(2)02222R v l B EI P ==(3)000222R lrB t t R B S t R EIt Q ⋅⋅⋅⋅=∆===--(4)r v a n 2=,m R v l B m Fa r0222⋅==安故20222222)2()(m R v l B r v a a a r n +=+=128.如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上,存在着两个磁感应强度相等的匀强磁场,方向一个垂直斜面向上,另一个垂直斜面向下,宽度均为L .一个质量为m 、边长也为L 的正方形线框(设电阻为R )以速度υ进入磁场时,恰好做匀速直线运动,若当ab 边到达'gg 与'ff 中间位置时,线框又恰好做匀速运动,则(1)当ab 边刚越过'ff 时,线框加速度的值为多少?(2)求线框从开始进入磁场到ab 边到达'gg 和'ff 中点的过程中产生的热量是多少?解析:(1)ab 边刚越过e e '即做匀速直线运动,表明线框此时受到的合力为零,即L R BLvB mg ⋅=θsin .在ab 边刚越过'ff 时,ab 、cd 边都切割磁感线产生感应电动势,但线框的运动速度不能突变,则此时回路中的总感应电动势为BLv E 2=.故此时线框的加速度为θθsin 3sin 2g g L mR EBa =-=,方向沿斜面向上.(2)设线框再做匀速运动的速度为'v ,则22sin ⨯=⋅⋅L BLv B mg R'θ 即4vv ='线框从过'ee到再做匀速运动过程中,设产生的热量为Q ,则由能量的转化和守恒定律得 2223215sin 232121sin 23mv mgL mv mv L mg Q +=-+=⋅θθ'129.如图所示,MN 和PQ 是两根放在竖直面内且足够长的平行金属导轨,相距l =50cm 。