高中物理计算题

2011年7月23日20时34分在温州方向双屿路段下岙路，发生了严重的动车追尾事故，此次事故造成六节车厢脱轨。现假设有一列快车正以60m/s的速度在平直的铁轨上行驶时，发现前面1000m处有一货车正以18m/s的速度匀速同向行驶，快车立即合上制动器，以2 m/s²的加速度做匀减速直线运动，试判断两车是否发生撞车事故．

“嫦娥一号”正在探测月球，若把月球和地球都视为质量均匀的球体，已知月球和地球的半径之比r1／r2＝1／3．6，月球表面和地球表面的重力加速度之比g1／g2＝1／6，根据以上数据及生活常识，试估算：分别绕月球和地球运行的的同步卫星的轨道半径之比R1：R2（结果可以保留根号）
若取月球半径r1＝1．7×10³km，，月球表面处重力加速度g1＝1．6m/s²，设想今后开发月球的需要而设法使月球表面覆盖一层一定厚度的大气层，使月球表面附近的大气压也等于p0＝1．0×105Pa，且大气层厚度比月球半径小得多，试估算应给月球表面添加的大气层的总质量M。（保留两位有效数字）

如图所示，有一与竖直方向夹角为45°的直线边界，其左下方有一正交的匀强电磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度B=5/3T；电场方向竖直向上，场强E=mg/q=10N/C，一质量为m=2×10^-5kg，电荷量q=+2×10^-5C的小球从边界上N点正上方高为h=0．2m处的M点静止释放，下落到N点时小球瞬间爆炸成质量、电荷量均相等的A、B两块，已知爆炸后A向上运动，能达到的最大高度为4h；B向下运动进入电磁场区域，此后A也将进入电磁场区域．g=10m/s²求：
B刚进入电磁场区域的速度v₁？
B第二次进入电磁场区域的速度v₂？
设B、A第二次进入电磁场时，与边界OO＇交点分别为P、Q，求PQ之间的距离．

如图所示，甲为操作上一质量不计的竖直滑杆，滑杆上端固定，下端悬空，为了研究学生沿杆下滑的情况，在杆的顶部装有一拉力传感器，可显示杆的顶端所受拉力的大小，现有一学生手握滑杆，从杆的上端由静止开始下滑，下滑5s后这个学生的下滑速度为零，并用手紧握住滑杆保持静止不动，以这个学生开始下滑时刻为计时起点，传感器显示的力随时间变化的情况如图乙所示。g=10m/s²，求：
该学生下滑过程中的最大速度；
5s内该学生下滑的距离。

一辆值勤的警车停在公路边，当警员发现从他旁边以10m/s的速度匀速行驶的货车严重超载时，决定前去追赶，经过6s后警车发动起来，并以2.5m/s²的加速度度做匀加速运动，但警车的行驶速度必须控制在90km/h以内，问：
警车在追赶货车的过程中，两车间的最大距离是多少？
警车发动后至少要多少时间才能追上货车？（保留3位有效数字）

如图所示，一质量为M=4kg，长为L=2m的木板放在水平地面上，已知木板与地面间的动摩擦因数为0.1，在此木板的右端上还有一质量为m=1kg的铁块，且视小铁块为质点，木板厚度不计；今对木板突然施加一个水平向右的拉力。

若不计铁块与木板间的摩擦，且拉力大小为6N，则小铁块经多长时间将离开木板？
若铁块与木板间的动摩擦因数为0.2，铁块与地面间的动摩擦因数为0.1，要使小铁块对地的总位移不超过1.5m，则施加在木板水平向右的拉力应满足什么条件？（g=10m/s²）

宇宙中存在由质量相等的四颗星组成的四星系统，四星系统离其他恒星较远，通常可忽略其他星体对四星系统的引力作用.已观测到稳定的四星系统存在两种基本的构成形式:一种是四颗星稳定地分布在边长为a的正方形的四个顶点上，均围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动，其运动周期为；另一种形式是有三颗星位于边长为a的等边三角形的三个项点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行，其运动周期为，而第四颗星刚好位于三角形的中心不动.试求两种形式下，星体运动的周期之比.

如图所示，水平平台的右端安装有滑轮，质量为M的物块放在与滑轮相距l的平台上，物块与平台间的动摩擦因数为μ。现有一轻绳跨过定滑轮，左端与物块连接，右端挂质量为m的小球，绳拉直时用手托住小球使其在距地面h高处静止，重力加速度为g.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力(g取10 m/s²).

  放开小球，系统运动，求小球做匀加速运动时的加速度及此时绳子的拉力大小.
设M=2kg，,l=2.5m，h=0.5 m，μ=0.2，小球着地后立即停止运动，要使物块不撞到定滑轮，则小球质量m应满足什么条件？

如图所示，水平传送带AB的右端与在竖直面内的用内径光滑的钢管弯成的“9”形固定轨道相接，钢管内径很小.传送带的运行速度v₀=4.0m/s，将质量m=1kg的可看做质点的滑块无初速地放在传送带的A端.已知传送带长度L= 4.0 m，离地高度h=0.4 m，“9”字全髙H= 0.6 m，“9”字上半部分圆弧半径R="0.1" m，滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g=10 m/s²，试求：

滑块从传送带A端运动到B端所需要的时间.
  滑块滑到轨道最高点C时对轨道作用力的大小和方向.
  滑块从D点抛出后的水平射程.

一物块以一定的初速度沿斜面向上滑出，利用速度传感器可以在计算机屏幕上得到其速度大小随时间的变化关系图象如图所示，重力加速度g取10 m/s²．求：

物块向上滑行的最大距离；
斜面的倾角及物块与斜面间的动摩擦因数．

滑板运动已成为青少年所喜爱的一种体育运动，如图所示，某同学正在进行滑板运动。图中AB段路面是水平的，BCD是一段半径R =20m的拱起的圆弧路面，圆弧的最高点C比AB段路面高出h =1．25m。已知人与滑板的总质量为M=60kg。该同学自A点由静止开始运动，在AB路段他单腿用力蹬地，到达B点前停止蹬地，然后冲上圆弧路段，结果到达C点时恰好对地面压力为零，不计滑板与各路段之间的摩擦力及经过B点时的能量损失（g取10m/s²）。求:

该同学到达C点时的速度．  
该同学在AB段所做的功．

如图所示，真空中有以（r，0）为圆心，半径为 r 的圆形匀强磁场区域，磁场的磁感应强度大小为 B ，方向垂直于纸面向里，在 y =" r" 的虚线上方足够大的范围内，有水平向左的匀强电场，电场强度的大小为 E ，现在有一质子从 O 点沿与 x 轴正方向斜向下成 30^o方向（如图中所示）射入磁场，经过一段时间后由M点（图中没有标出）穿过y轴。已知质子在磁场中做匀速圆周运动的半径为 r ，质子的电荷量为 e ，质量为 m ，不计重力 、阻力。求：

质子运动的初速度大小;
M点的坐标;
质子由O点运动到M点所用时间.

酒后驾车严重威胁公众交通安全。若将驾驶员从视觉感知前方危险到汽车开始制动的时间称为反应时间，将反应时间和制动时间内汽车行驶的总距离称为感知制动距离。科学研究发现，反应时间和感知制动距离在驾驶员饮酒前后会发生明显变化。一驾驶员正常驾车和酒后驾车时，感知前方危险后汽车运动v-t图线分别如图甲、乙所示。求：

正常驾驶时的感知制动距离s；
酒后驾驶时的感知制动距离比正常驾驶时增加的距离Δs。

如图所示，在平面直角坐标系中有一个垂直于纸面向里的圆形匀强磁场，其边界过原点O和y轴上的点a(0，L)。 一质量为m、电荷量为e的电子从a点以初速度v₀平行于x轴正方向射入磁场，并从x轴上的b点射出磁场，此时速度方向与x轴正方向的夹角为60°。求：

磁场区域的圆心坐标；
电子在磁场中运动的时间。

如图所示，真空中水平放置的两个相同极板Y和Y'长为L，相距d，足够大的竖直屏与两板右侧相距b．在两板间加上可调偏转电压U，一束质量为m、带电量为+q的粒子（不计重力）从两板左侧中点A以初速度v₀沿水平方向射入电场且能穿出．

求两板间所加偏转电压U的范围；
求粒子可能到达屏上区域的长度。