高中物理计算题(有详细答案哦)之欧阳语创编

由天下分享时间：2025/1/21 16:28:54 加入收藏我要投稿点赞

欧阳语创编

二、计算题

时间：2024.03.01 创作：欧阳语 121．如图所示，有一块木板静止在光滑且足够长的水平面上，木板质量为M=4kg，长为L=1.4m；木板右端放着一小滑块，小滑块质量为m=1kg，其尺寸小于L。小滑块与木

2??0.4(g?10m/s) 板之间的动摩擦因数为

（1）现用恒力F作用在木板M上，为了使得m能从M上面滑落下来，问：F大小的范围是什么？

（2）其它条件不变，若恒力F=22.8牛顿，且始终作用在M上，最终使得m能从M上面滑落下来。问：m在M上面滑动的时间是多大？

解析：（1）小滑块与木板间的滑动摩擦力

小滑块在滑动摩擦力f作用下向右匀加速运动的加速度木板在拉力F和滑动摩擦力f作用下向右匀加速运动的加速度使m能从M上面滑落下来的条件是a2即(F??a1

f)/M?f/m解得F??(M?m)g?20N

（2）设m在M上滑动的时间为t，当恒力F=22.8N，木板的加速度

a2?(F?f)/M?4.7m/s2）

2S?at/2 11小滑块在时间t内运动位移2S?at/2 22木板在时间t内运动位移

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因S2?S1?L

224.7t/2?4t/2?1.4解得t?2s 即

122．有个演示实验，在上下面都是金属板的玻璃盒内，放了许多锡箔纸揉成的小球，当上下板间加上电压后，小球就上下不停地跳动。现取以下简化模型进行定量研究。

如图所示，电容量为C的平行板电容器的极板A和B水平放置，相距为d，与电动势为ε、内阻可不计的电源相连。设两板之间只有一个质量为m的导电小球，小球可视为质点。已知：若小球与极板发生碰撞，则碰撞后小球的速度立即变为零，带电状态也立即改变，改变后，小球所带电荷符号与该极板相同，电量为极板电量的α倍（α<<1）。不计带电小球对极板间匀强电场的影响。重力加速度为g。

（1）欲使小球能够不断地在两板间上下往返运动，电动势ε至少应大于多少？

（2）设上述条件已满足，在较长的时间间隔T内小球做了很多次往返运动。求在T时间内小球往返运动的次数以及通过电源的总电量。

解析：（1）用Q表示极板电荷量的大小，q表示碰后小球电荷量的大小。要使小球能不停地往返运动，小球所受的向上的电场力至少应大于重力，则

?qd>mg①

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其中 q=αQ②

又有 Q=Cε ③ 由以上三式有 ε>mgd?C④

（2）当小球带正电时，小球所受电场力与重力方向相同，向下做加速运动。以a1表示其加速度，t1表示从A板到B板所用的时间，则有

?qd+mg=ma1⑤

1d=2a1t12⑥

当小球带负电时，小球所受电场力与重力方向相反，向上做加速运动，以a2表示其加速度，t2表示从B板到A板所用的时间，则有

?qd－mg=ma2⑦