高中物理力学实验计算题

如图，箱子重力为G=220N，在与水平地面成θ=37⁰角的F=100N的恒定拉力作用下匀速前进，求：

（1）地面对箱子的摩擦力f和支持力N大小；
（2）地面与箱子之间的动摩擦因素μ大小；
（3）若把拉力方向变为水平向右，要匀速拉动箱子，拉力又为多大？

设想有一宇航员在某未知星球的极地地区着陆时发现，同一物体在该地区的重力是地球上的重力的0.01倍．还发现由于星球的自转，物体在该星球赤道上恰好完全失重，且该星球上一昼夜的时间与地球上相同。则这未知星球的半径是多少？（取地球上的重力加速度 g＝9.8 m／s²，π²＝9.8，结果保留两位有效数字）

一半径为的光滑圆环固定在竖直平面内，环上套两个中央有孔的小球A和B，A、B间由原长为的轻弹簧连接，它们处于如图所示位置时恰好能保持静止状态，此时B球与环心等高，AB与水平面成夹角。已知B球质量为，求A球质量和弹簧的劲度系数k。

一列长为L的火车在平直轨道上做匀加速直线运动，加速度为a.火车先后经过A、B两棵树，所用时间分别为t₁和t₂.求：
（1）火车分别经过A、B两棵树的平均速度大小
（2）从火车车头的最前端到达A到火车车尾的最末端到达B所需的时间

如图所示，直流电动机提升重物，重物的质量m=50kg，电源供电电压为110V，不计各处摩擦，当电动机以v=0.90m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流为5A，求：

（1）电动机输出的机械功率为多少？
（2）电动机线圈的电阻为多大？

如图所示，光滑金属球的质量m=4kg．它的左侧紧靠竖直的墙壁，右侧置于倾角θ=37°的斜面体上．已知斜面体处于水平地面上保持静止状态，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s²．求：

（1）墙壁对金属球的弹力大小和金属球对斜面体的弹力大小；
（2）水平地面对斜面体的摩擦力的大小．

如图所示，质量为0.7kg的物体A放在倾角为37°的斜面上，未施加其他力时物体恰好沿斜面匀速下滑。
（已知重力加速度g =10m/s² ,sin37⁰="0.6" ,cos37⁰=0.8）

（1）求物体与斜面间的动摩擦因数
（2）若对A施加一个水平向右的推力，刚好可使A物体沿斜面向上做匀速直线运动，求水平推力力为多大？

高铁的开通给出行的人们带来了全新的旅行感受，大大方便了人们的工作与生活。高铁每列车组由七节车厢组成，除第四节车厢为无动力车厢外，其余六节车厢均具有动力系统，设每节车厢的质量均为m，各动力车厢产生的动力相同，经测试，该列车启动时能在时间t内将速度提高到最大速度v，然后匀速运动，已知运动阻力是车重的k倍．启动过程可认为匀加速运动，求：
（1）匀速运动时，每节动力车厢输出功率P；
（2）列车在启动过程中，第五节车厢对第六节车厢的作用力；
（3）若在匀速行驶时，第六节车厢失去了动力，若仍要保持列车的匀速运动状态，则第五节车厢对第六节车厢的作用力变化多大？

如图所示,在内壁光滑的平底试管内放一个质量为m=10g的小球, 试管的开口端加盖与水平轴O连接. 试管底与O相距L="5cm," 试管在转轴带动下沿竖直平面做匀速圆周运动。g取10m/s，求：

（1）小球从最低点到最高点过程，重力对小球做的功及小球重力势能的变化量；
（2）转轴的角速度达到多大时, 试管底所受压力的最大值等于最小值的3倍；
（3）转轴的角速度满足什么条件时,会出现小球与试管底脱离接触的情况。

一根弹性细绳原长为L，劲度系数为k，将其一端穿过一个光滑小孔O（其在水平地面上的投影点为O′）的固定的木板，系在一个质量为m的滑块A上，A放在水平地面上．小孔O离绳固定端的竖直距离为L，离水平地面高度为h（h＜），滑块A与水平地面间的最大静摩擦力为正压力的μ倍．问：

（1）当滑块与O′点距离为r时，弹性细绳对滑块A的拉力为多大？水平地面对滑块A的支持力为多大？
（2）滑块处于怎样的区域内时可以保持静止？其面积大小？

如图，原长分别为L_1­和L₂，劲度系数分别为k₁和k₂的轻质弹簧竖直地悬挂在天花板上，两弹簧之间有一质量为m₁的物体，最下端挂着质量为m₂的另一物体，整个装置处于静止状态。现用一个质量为m的平板把下面的物体竖直地缓慢地向上托起，直到两个弹簧的总长度等于两弹簧原长之和。求：

（1）这时托起平板竖直向上的力是多少？
（2）整个过程m₂上升的高度是多少？

山谷中有三块大石头和一根不可伸长的青藤，其示意图如下。图中A、B、C、D均为石头的边缘点，O为青藤的固定点，h₁=1.8m，h₂=4.0m，x₁=4.8m，x₂=8.0m。开始时，质量分别为M=10kg和m=2kg的大小两只金丝猴分别位于左边和中间的石头上，当大猴发现小猴将受到伤害时，迅速从左边石头A点起水平跳到中间石头，大猴抱起小猴跑到C点，抓住青藤的下端荡到右边石头的D点，此时速度恰好为零。运动过程中猴子均看成质点，空气阻力不计，重力加速度g=10m/s²，求：

（1）大猴子水平跳离的速度最小值
（2）猴子抓住青藤荡起时的速度大小
（3）荡起时，青藤对猴子的拉力大小

如图，水平地面上方有绝缘弹性竖直档板，板高h=9m，与板等高处有一水平放置的篮筐，筐口的中心离挡板s=3m．板的左侧以及板上端与筐口的连线上方存在匀强磁场和匀强电场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度B=1T；质量、电量、视为质点的带电小球从挡板最下端，以某一速度水平射入场中做匀速圆周运动，若与档板相碰就以原速率弹回，且碰撞时间不计，碰撞时电量不变，小球最后都能从筐口的中心处落入筐中（不考虑与地面碰撞后反弹入筐情况），，求：

（1）电场强度的大小与方向；
（2）小球从出发到落入筐中的运动时间的可能取值（计算结果可以用分数和保留π值表示）

质量为2×10³ kg的汽车，发动机输出功率为30×10³ W．在水平公路上能达到的最大速度为15 m/s，设阻力恒定。求：
（1）汽车所受的阻力f
（2）汽车的速度为10m/s时，加速度a的大小
（3）若汽车从静止开始保持2m/s²的加速度作匀加速直线运动，则这一过程能持续多长时间？

（创编）如图所示，质量为m、电量为-q的小球，可在半径为R的固定半圆形光滑的绝缘轨道两端点M，N之间来回滚动，磁场磁感强度B垂直于轨道平面，小球在M、N处速度为零。若小球在最低点的最小压力为零，那么磁感强度B为多大？小球对轨道最低点的最大压力为多大？
（已知重力加速度为g）