高中物理计算题

如图所示，位于竖直平面内的光滑轨道，由一段斜的直轨道和与之相切的圆形轨道连接而成，一小球从斜面轨道上静止开始下滑，然后沿圆形轨道运动。在圆形轨道的最高点放一个压力传感器，测得小球对轨道的压力，并通过计算机显示出来，当小球在斜面的下滑起始高度改变时，得到压力与下滑起始高度的图像如图，g取10 m/s²，不计空气阻力，求：
（1）小球的质量和圆形轨道的半径。
（2）试证明：小球运动到圆轨道的最低点与最高点时对轨道的压力差与小球的下滑高度无关。

如图1-2-24所示，甲、乙两辆同型号的轿车，它们外形尺寸如下表所示．正在通过十字路口的甲车正常匀速行驶，车速="10" m／s，车头距中心O的距离为20 m，就在此时，乙车闯红灯匀速行驶，车头距中心O的距离为30 m．

（1）求乙车的速度在什么范围之内，必定会造成撞车事故．
（2）若乙的速度="15" m/s，司机的反应时间为0.5s，为了防止撞车事故发生，乙车刹车的加速度至少要多大？会发生撞车事故吗？
轿车外形尺寸及安全技术参数

长l/mm	宽b/mm	高h/mm	最大速度km/h	急刹车加速度m/s^2
3896	1650	1465	144	－4～－6

某同学解答如下：
（1）甲车整车经过中心位置，乙车刚好到达中心位置，发生撞车事故的最小速度，抓住时间位移关系，有，，故当时，必定会造成撞车事故．
（2）当="15" m/s，为了不发生撞车事故，乙车的停车距离必须小于30m，即，故．
上述解答过程是否正确或完整？若正确，请说出理由，若不正确请写出正确的解法．

如图所示，在倾角为θ的粗糙斜面上，一个质量为m的物体被水平力F推着静止于斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，且μ＜tanθ，求力F的取值范围．

 

如图所示，光滑斜面倾角为，一个重20N的物体在斜面上静止不动.轻质弹簧原长为10cm，现在的长度为6cm.

(1)求弹簧的劲度系数；
(2)若斜面粗糙，将这个物体沿斜面上移6cm，弹簧与物体相连，下端固定，物体仍静止于斜面上，求物体受到的摩擦力的大小和方向.

如图所示，质量为m的正方体和质量为M的正方体放在两竖直墙和水平面问，处于静止状态.m与M相接触边与竖直方向的夹角为α若不计一切摩擦，求：

（1）水平面对正方体M的弹力大小；
（2）墙面对正方体m的弹力大小.

如图2-3-6所示，质量为M的直角三棱柱A放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面倾角为θ.质量为m的光滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，A和B都处于静止状态，求地面对三棱柱支持力和摩擦力各为多少？
 

如图所示，质量为m的物体靠在粗糙的竖直墙上，物体与墙之间的动摩擦因数为μ.若要使物体沿着墙匀速运动，则与水平方向成α角的外力F的大小如何？

如图3-12-27所示,质量为1 kg的小球穿在固定的直杆上,杆与水平方向成30°角,球与杆间的动摩擦因数μ=.当小球受到竖直向上的拉力F="20" N时,小球沿杆上滑的加速度是多少?(g取10 m/s²)

一物体静止在水平面上，它的质量是m，与水平面之间的动摩擦因数为μ.用平行于水平面的力F分别拉物体，得到加速度a和拉力F的关系图象如图3-12-29所示.利用图象可求出这个物体的质量m.

甲同学分析的过程是：从图象中得到F=12N时,物体的加速度a=4m/s²， 根据牛顿定律导出：得：m=3kg。乙同学的分析过程是：从图象中得出直线的斜率为：k＝tan45°="1," 而,所以m=1kg。请判断甲、乙两个同学结论的对和错，并分析错误的原因。如果两个同学都错，分析各自的错误原因后再计算正确的结果.

如图3-12-30所示，在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A 、B ．它们的质量分别为m_A、m_B，弹簧的劲度系数为k , C为一固定挡板.系统处于静止状态.现开始用一恒力F沿斜面方向拉物块A 使之向上运动，求物块B 刚要离开C时物块A 的加速度a 和从开始到此时物块A 的位移d，重力加速度为g.

由于受地球信风带和盛行西风带的影响，海洋中一部分海水做定向流动，称为风海流，风海流中蕴藏着巨大的动力资源。因为海水中含有大量的带电离子，这些离子随风海流做定向运动，如果有足够强的磁场能使海流中的正、负离子发生偏转，便可用来发电。图11为一利用风海流经典的磁流体发电机原理示意图，用绝缘材料制成一个横截面为矩形的管道，在管道的上、下两个内表面装有两块金属板M、N，金属板长为，宽为，两板间的距离为，将管道沿风海流方向固定在风海流中，在金属板之间加一水平匀强磁场，磁感应强度大小为，方向由南向北，用导线将M、N外侧连接电阻为的航标灯（图中未画出）。工作时，海水从东向西流过管道，在两金属板之间形成电势差，可以对航标灯供电，设管道内海水的流速处处相同，且速率恒为，海水的电阻率为，海水所受摩擦力与流速成正比，比例系数为。
（1）求磁流体发电机电动势的大小，并判断M、N两板哪个板电势较高；
（2）由于管道内海水中有电流通过，磁场对管道内海水有力的作用，求此力的大小和方向；
（3）求在时间内磁流体发电机消耗的总机械能。

 

如图2所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为，导轨平面与水平面夹角，导轨上端跨接一定值电阻，导轨电阻不计,整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，长为的金属棒cd垂直于MN、PQ放置在导轨上，且与导轨保持接触良好，金属棒的质量为、电阻为，重力加速度为，现将金属棒由静止释放，当金属棒沿导轨下滑距离为时，速度达到最大值，求：

（1）金属棒开始运动时的加速度大小；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小；
（3）金属棒沿导轨下滑距离为的过程中，电阻上产生的电热？

如图1所示，质量为的足够长的小平板车静止在光滑水平面上，车的一端静止着质量为的物体A(可视为质点)。一个质量为的子弹以500m/s的水平速度迅速射穿A后，速度变为100m/s，最后物体A静止在车上。若物体A与小车间的动摩擦因数。（g=10m/s²）

（1）平板车最后的速度是多大？
（2）全过程损失的机械能为多少？
（3）A在平板车上滑行的距离为多少？

如图4，光滑水平面上有一质量为的小车，车上表面水平且光滑，车上装有半径为的光滑四分之一圆环轨道，圆环轨道质量不计且与车的上表面相切，质量为的小滑块从跟车面等高的平台以的初速度滑上小车（足够大，以至滑块能够滑过与环心O等高的b点），试求：
（1）滑块滑到b点瞬间，小车速度多大？
（2）滑块从滑上小车至滑到环心O等高的b点过程中，车的上表面和环的弹力共对滑块做了多少功？
（3）小车所能获得的最大速度为多少？

一位蹦床运动员仅在竖直方向上运动，弹簧床对运动员的弹力随时间的变化规律通过传感器用计算机绘制出来，如图1-3-6所示，取重力加速度g=10m/s²．试结合图象，求运动员在运动过程中：

（1）跳起的最大高度，起跳时的初速度；
（2）最大加速度．