高中物理经典力学例题

1、如图所示，ef，gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距为L=1m，导轨左端连接一个R=2Ω的电阻，将一根质量为0. 2k g的金属棒cd垂直地放置导轨上，且与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻均不计，整个装置放在磁感应强度为B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。现对金属棒施加一水平向右的拉力F，使棒从静止开始向右运动。试解答以下问题。

（1）若施加的水平外力恒为F=8N，则金属棒达到的稳定速度v1是多少？

（2）若施加的水平外力的功率恒为P=18W，则金属棒达到的稳定速度v2是多少？

（3）若施加的水平外力的功率恒为P=18W，则金属棒从开始运动到速度v3=2m/s的过程中电阻R产生的热量为8.6J，则该过程所需的时间是多少？

1)由E=BLv，I=E/R和F=BIL可得：F=B^2L^2v/R;所以v1=FR／

B2L2=4 m／s

(2)金属棒速度达到稳定时，水平外力F=又P=Fv2 所以v2=m／

s=3 m／s

(3)设电阻上产生的热量为Q，则根据能量转化与守恒定律可得：

Pt=+Q 所以Q=Pt-=(18×0.5-×0.5×22)J=8J

2、如图所示，PR是一长为L=0.64m的绝缘平板固定在水平地面上，挡板R固定在平板的右端。整个空间有一个平行于PR的匀强电场E，在板的右半部分有一个垂于纸面向里的匀强磁场B，磁场的宽度0.32m。一个质量m=0.50×10－3kg、带电荷量为q=5.0×102C的小物体，从板的P端由静止开始向右做匀加速运动，从D点进入磁场后恰能做匀速直线运动。当物体碰到挡板R后被弹回，若在碰撞瞬间撤去电场（不计撤掉电场对原磁场的影响），物体返回时在磁场中仍作匀速运动，离开磁场后做减速运动，停在C点，PC=L/4。若物体与平板间的动摩擦因数取10m/s2。

（1）判断电场的方向及物体带正电还是带负电；

（2）求磁感应强度B的大小；

（3）求物体与挡板碰撞过程中损失的机械能

（1）物体由静止开始向右做匀加速运动，证明电场力向右且大于摩擦力。进入磁场后做匀速直线运动，说明它受的摩擦力增大，证明它受的洛仑兹力方向向下。由左手定则判断，物体带负电。物体带负电而所受电场力向右，证明电场方向向左。

（2）设物体被挡板弹回后做匀速直线运动的速度为v2，从离开磁场

到停在C点的过程中，根据动能定理有 (2)

分

解得v2=0.80m/s…………………1分

物体在磁场中向左做匀速直线运动，受力平衡mg=qv2B………………………2分

解得B=0.125T=0.13T………………………………………………………1分（3）设从D点进入磁场时的速度为v1，根据动能定理

有：………2分

物体从D到R做匀速直线运动受力平衡：qE=μ(mg+qv1B)……………………2分

解得v1=1.6m/s…………1分

小物体撞击挡板损失的机械能力：……2分

△E=4.8×10－4J………………………………………………1分

3、一个质量为0.2kg的小球用细线吊在倾角θ=53°的斜面顶端，如图10所示.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10m/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.

当加速度a较小时，小球与斜面体一起运动，此时小球受重力、绳的拉力和斜面的支持力作用，绳平行于斜面；当加速度a足够大时，小球将“飞离”斜面，此时小球受重力和绳的拉力作用，绳与水平方向的夹角未知.题目中要求a=10m/s2时绳的拉力及斜面的支持力，必须先求出小球离开斜面的临界加速度a0.（此时，小球所受斜面支持力

恰好为零）

由可得

因为a=10m/s2>a0

所以小球离开斜面N=0，小球受力情况如图4所示，则有

Tcosα=ma，Tsinα=mg

所以T==2.83N，N=0.

4、如图所示，水平传送带以速率v1沿顺时针方向运动，物块从传送带的右端水平面上的速率v2向左滑上传送带，一段时间后，物块又以速率返回右端的水平面。则可能有

A．B．C．D．

AC。这里我不知道解析。

5、如图所示，一质量M=5kg的平板小车静止在水平地面上，小车与地面间的动摩擦因数μ1=0.1，现在给小车施加一个水平向右的拉力F=15N，经t=3s后将一质量为m=2kg的货箱（可视为质点）无初速度地放置于平板车上，货箱与小车间的动摩擦因数μ2=0.4，货箱最终刚好未从小车上落下，求：

货箱刚放上小车时离车后端的距离；

车加速度=F/M=(15-5*10*0.1)/5=2m/s^2

3s后的末速度=at=2*3=6m/s

因为刚将货箱放上去初速度为0而车的速度是6m/s所以货箱相对车而言向后一直到加速到跟车的速度为止才相对静止

而需要注意的是,此时车受到的摩擦力增加,加速度改变!

货箱受到向前的摩擦力=2*10*0.4=8N

所以车受到向后的摩擦力=8+7=15N

此时车加速度是0

货箱是4m/s^2

设当xs后货箱和车的速度相同(货箱速度不会超过车)

则4x=6

x=1.5s

而货箱距离车后端的距离=车移动的位移-货箱移动的位移

解得为4.5m

车子最开始A1=（F-u1Mg)/M=2

V1=a1t=6

因为F=u1mg+u2(M+m)g

a2=0

a块=(u2mg)/m=u2g=4

最终达到共同速度6

所以方程列做

6=4t

t=1.5

用位移公式算得

x车=9

x块=4.5

L=x车-x块=4.5

6、如图所示，ABCD为固定在竖直平面内的轨道，AB段光滑水平，BC段为光滑圆弧，对应的圆心角θ= 370，半径r=2.5m，CD段平直倾斜且粗糙，各段轨道均平滑连接，倾斜轨道所在区域有场强大小为E=2×l05N/C、方向垂直于斜轨向下的匀强电场。质量m=5×l0-2kg、电荷量q=+1×10-6C的小物体（视为质点）被弹簧枪发射后，沿水平轨道向左滑行，在C点以速度v0=3m/s冲上斜轨。以小物体通过C点时为计时起点，0.1s以后，场强大小不变，方向反向。已知斜轨与小物体间的动摩擦因数μ=0.25。设小物体的电荷量保持不变，取

g=10m/s2．sin370=0.6，cos370=0.8。

(1)求弹簧枪对小物体所做的功；

(2)在斜轨上小物体能到达的最高点为P，求CP的长度。

解：(1)设弹簧枪对小物体做功为W f，

由动能定理得W f-mgr(l-cosθ)=mv02 ①

代人数据得W f=0.475J ②