物理计算题20道答案

《物理计算题20道答案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、物理计算题20道1、一弹簧秤的秤盘质量m1=1．5kg，盘内放一质量为m2=10．5kg的物体P，弹簧质量不计，其劲度系数为k=800N/m，系统处于静止状态，如图6所示。现给P施加一个竖直向上的力F，使P从静止开始向上做匀加速直线运动，已知在最初0．2s内F是变化的，在0．2s后是恒定的，求F的最大值和最小值各是多少？（g=10m/s2）答案：；2.如图所示，水平地面上有一辆固定有竖直光滑绝缘管的小车，管的底部有一质量m=0.2g、电荷量q=8×10-5C的小球，小球的直径比管的内径略小．在管口所在水平面MN的下方存在着垂直纸面向里、磁感应强度B1=15T的匀强磁场，MN面的上方还存在着竖直

2、向上、场强E=25V/m的匀强电场和垂直纸面向外、磁感应强度B2=5T的匀强磁场．现让小车始终保持v=2m/s的速度匀速向右运动，以带电小球刚经过场的边界PQ为计时的起点，测得小球对管侧壁的弹力FN随高度h变化的关系如图所示．g取10m/s2，不计空气阻力．求：（1）小球刚进入磁场B1时的加速度大小a；（2）绝缘管的长度L；（3）小球离开管后再次经过水平面MN时距管口的距离△x．hOFN/×10-3NL2.4vMNB1EPQB2解析：（1）以小球为研究对象，竖直方向小球受重力和恒定的洛伦兹力f1，故小球在管中竖直方向做匀加速直线运动，加速度设为a，则（2）在小球运动到管口时，FN＝2.4×10

3、－3N，设v1为小球竖直分速度，由，则由得（3）小球离开管口进入复合场，其中qE＝2×10－3N，mg＝2×10－3N．MNQvB1EPB2mgqEv′qBv′故电场力与重力平衡，小球在复合场中做匀速圆周运动，合速度与MN成45°角，轨道半径为R，，小球离开管口开始计时，到再次经过MN所通过的水平距离对应时间小车运动距离为x2，3.在水平光滑的绝缘桌面内建立如图所示的直角坐标系，将第Ⅰ、Ⅱ象限称为区域一，第Ⅲ、Ⅳ象限称为区域二，其中一个区域内只有匀强电场，另一个区域内只有大小为2×10－2T、方向垂直桌面的匀强磁场．把一个荷质比为=2×108C／kg的正电荷从坐标为(0，－l)的A点处由静止释

4、放，电荷以一定的速度从坐标为(1，0)的C点第一次经x轴进入区域一，经过一段时间，从坐标原点D再次回到区域二．(1)指出哪个区域是电场、哪个区域是磁场以及电场和磁场的方向．区域Ⅰy/mx/mＡ（０，-１）C（１，０）O区域ⅡO′(2)求电场强度的大小．(3)求电荷第三次经过x轴的位置．解析：（1）区域一是磁场，方向垂直纸面向里。区域二是电场，方向由A指向C。（2）设电场强度的大小为E，电荷从C点进入区域Ⅰ的速度为v．从A到C电荷做初速度为零的匀加速直线运动，且过C点时速度方向与+x轴方向成45°角，有：=电荷进入区域Ⅰ后，在洛仑兹力的作用下做匀速圆周运动，运动轨迹如图，有：由题意及几何关系：，

5、B=2×10-2T，，由①②③可得：（3）电荷从坐标原点O第二次经过x轴进入区域Ⅱ，速度方向与电场方向垂直，电荷在电场中做类平抛运动，设经过时间t电荷第三次经过x轴。有：，解得：t=2×10-6s所以：，即电荷第三次经过x轴上的点的坐标为（8，0）4如图所示，将一质量m=0.1kg的小球自水平平台顶端O点水平抛出，小球恰好与斜面无碰撞的落到平台右侧一倾角为=53°的光滑斜面顶端A并沿斜面下滑，然后以不变的速率过B点后进入光滑水平轨道BC部分，再进入光滑的竖直圆轨道内侧运动．已知斜面顶端与平台的高度差h=3.2m，斜面顶端高H=15m，竖直圆轨道半径R=5m．重力加速度g取10m/s2．求：（1

6、）小球水平抛出的初速度υo及斜面顶端与平台边缘的水平距离x；（2）小球离开平台后到达斜面底端的速度大小；（3）小球运动到圆轨道最高点D时对轨道的压力．解析：（1）研究小球作平抛运动，小球落至A点时，由平抛运动速度分解图可得：αvAvyv0v0=vycotαvA=vy2=2ghh=x=v0t由上式解得：v0=6m/sx=4.8mvA=10m/s(2)由动能定理可得小球到达斜面底端时的速度vBmgH=vB=20m/s(3)小球在BC部分做匀速直线运动，在竖直圆轨道内侧做圆周运动，研究小球从C点到D点：由动能定理可得小球到达D点时的速度vD—2mgR=在D点由牛顿第二定律可得：N+mg=由上面两式可

7、得：N=3N由牛顿第三定律可得：小球在D点对轨道的压力N’=3N，方向竖直向上．5如图所示，在轴上方有水平向左的匀强电场，在轴下方有竖直向上的匀强电场，且==5N/C，在图中虚线（虚线与轴负方向成角）的右侧和轴下方之间存在着垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B=2T．有一长L=5m的不可伸长的轻绳一端固定在第一象限内的O＇点，另一端拴有一质量M=0.1kg、带电量q=+0.2C的小球，小球可绕O＇