高中物理力学实验计算题

如图所示，水平地面上固定着一根竖直立柱，某人用绳子通过柱顶的定滑轮将100 N的货物拉住。已知人拉着绳子的一端，且该绳端与水平方向夹角为30°，不计滑轮处的摩擦，则柱顶所受绳子的压力大小为多少牛？

一同学想设计一个轨道玩具，其设想是将一光滑的倾角为θ斜面轨道和一半径为r的光滑半圆弧轨道两轨道最低点平滑无缝连接，半圆弧轨道最高点和最低点在同一竖直线上，在轨道连接处无能量损失，让一小球从斜面上某一位置由静止释放，沿斜面轨道和半圆弧轨道运动，经过圆弧的顶点水平抛出并垂直落在斜面上，如图所示，如果他的想法可行，则斜面倾角θ应满足什么条件？在满足条件的情况下，小球释放位置距斜面底端高h为？

所受重力G₁＝8 N的砝码悬挂在绳PA和PB的结点上．PA偏离竖直方向37°角，PB在水平方向，且连在所受重力为G₂＝100 N的木块上，木块静止于倾角为θ＝37°的斜面上，如图所示，试求：木块与斜面间的摩擦力大小和木块所受斜面的弹力大小．
（g取10m/s²,sin37°=0.6，cos37°=0.8）

如图所示，质量为1kg的物体放在水平地板上，用一原长为8cm的轻质弹簧水平拉该物体，当其刚开始运动时，弹簧的长度为11cm，当弹簧拉着物体匀速前进时，弹簧的长度为10.5cm，已知弹簧的劲度系数k＝200N/m。求：

(1)物体所受的最大静摩擦力为多大？
(2)物体与地板间的动摩擦因数是多少？(g均取10m/s²)

质量为m =5×10³ kg的汽车，额定功率为P =6×10⁴W，如果在行驶中，汽车受到的阻力为f =3×10³N，求：
（1） 汽车能够达到的最大速度；
（2） 如果汽车以额定功率行驶，那么当汽车速度为5m/s时，其加速度；
（3） 如果汽车以10m/s的速度匀速行驶，发动机的实际功率。

如图所示，半径R=0.4m，内径很小的光滑半圆管竖直放置，两个质量均为m=1kg的小球A、B以不同速率进入管内，并通过最高点C后沿水平方向抛出。A通过最高点C时的速度v₁=4m/s，，B通过最高点C时的速度大小v₂=1m/s，求：

（1）A从C点抛出到落地所用的时间；
（2）求A、B两球落地点间的距离；
（3）A、B通过C点时对管壁的压力各是多大？对上管壁还是下管壁？

为测量小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数，一同学将贴有标尺的瓷砖的一端放在水平桌面上，形成一倾角为 α的斜面（已知sin α＝0.34，cos α＝0.94），小铜块可在斜面上加速下滑，如图所示。该同学用手机拍摄小铜块的下滑过程，然后解析视频记录的图像，获得5个连续相等时间间隔（每个时间间隔Δ T＝0.20 s）内小铜块沿斜面下滑的距离 s _i（ i＝1，2，3，4，5），如下表所示。

s 1	s 2	s 3	s 4	s 5
5.87cn	7.58cm	9.31cm	11.02cm	12.74cm

由表中数据可得，小铜块沿斜面下滑的加速度大小为_______m/s ²，小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数为_________。（结果均保留2位有效数字，重力加速度大小取9.80 m/s ²）

如图所示，在竖直向下的匀强电场中有一绝缘的光滑轨道，一个带负电的小球从斜轨上的A点由静止释放，沿轨道滑下，已知小球的质量为m，电荷量为－q，匀强电场的场强大小为E，斜轨道的倾角为α，圆轨道半径为R，小球的重力大于受的电场力．

(1)求小球沿轨道滑下的加速度的大小；
(2)若使小球通过圆轨道顶端的B点，求A点距水平地面的高度h至少为多大；

(15分)我国拥有航空母舰后，舰载机的起飞与降落等问题受到了广泛关注。2012年11月23日，舰载机歼一15首降“辽宁舰”获得成功，随后舰载机又通过滑跃式起飞成功。某兴趣小组通过查阅资料对舰载机滑跃起飞过程进行了如下的简化模拟：假设起飞时“航母”静止，飞机质量视为不变并可看成质点。“航母”起飞跑道由图示的两段轨道组成(二者平滑连接，不计拐角处的长度)，其水平轨道长AB=L，水平轨道与斜面轨道末端C的高度差为h。一架歼一15飞机的总质量为m．在C端的起飞速度至少为。若某次起飞训练中，歼一15从A点由静止启动，飞机发动机的推力大小恒为0.6mg，方向与速度方向相同，飞机受到空气和轨道平均阻力的合力大小恒为0.1mg。重力加速度为g。求：

(1)飞机在水平轨道AB上运动的时间。
(2)在水平轨道末端B，发动机的推力功率。
(3)要保证飞机正常起飞，斜面轨道的长度满足的条件。(结果用m、g、L、h、表示)

如图所示，质量为m的小球沿光滑的水平面冲上一光滑的半圆形轨道，轨道半径为R，小球在轨道最高点对轨道压力等于0.5mg，重力加速度为g，求：

（1）小球在最高点的速度大小；
（2）小球落地时，距最高点的水平位移大小；
（3）小球经过半圆轨道最低点时，对轨道的压力．

半径为R的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，环上套有一质量为m、带正电的珠子，空间存在水平向右的匀强电场，如图所示．珠子所受静电力是其重力的3/4倍，将珠子从环上最低位置A点由静止释放，求：

(1)珠子所能获得的最大动能是多少？
(2)珠子对圆环的最大压力是多少？

如图，把一个质量为m的小球用细线悬挂起来，就成为一个摆，细线长为L（小球的半径忽略），最大偏角为θ，忽略空气阻力，重力加速度为g，求小球运动到最低点O时细线对小球的拉力。

如图所示，空间存在着场强为E＝2.5×10² N/C、方向竖直向上的匀强电场，在电场内一长为L＝0.5 m的绝缘细线，一端固定在O点，另一端拴着质量为m＝0.5 kg、电荷量为q＝4×10^－2 C的小球．现将细线拉直到水平位置，使小球由静止释放，当小球运动到最高点时细线受到的拉力恰好达到它能承受的最大值而断裂．取g＝10 m/s².求：

(1)小球的电性；
(2)细线能承受的最大拉力；
(3)当细线断裂后，小球继续运动到与O点水平方向距离为L时(仍在匀强电场中)，小球距O点的高度．

如图所示，长度为L=1.0m的细绳，栓着一质量m=1Kg的小球在竖直平面内做圆周运动，小球半径不计，已知绳子能够承受的最大张力为74N,圆心离地面高度h="6m" ,运动过程中绳子始终处于蹦紧状态。求：

（1）分析小球在何处绳子易断，绳断时小球的线速度。
（2）绳子断后小球做平抛运动的时间和落地点与抛出点间的距离。

如图所示为用电动机提升重物的装置,电动机线圈的电阻r="1" Ω,电动机两端的电压U="5" V,电路中的电流I="1" A,物体A重G="20" N,不计摩擦力,则:


(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少?
(2)10 s内,可以把重物A匀速提升多高?