以下是一些高二物理经典计算题训练:
1. 一质量为 m 的小球,用长为 L 的绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中,当小球静止时,细线与竖直方向成θ角,现给小球一初速度,使小球恰能在竖直平面内做圆周运动。求:
(1)小球所受电场力的大小;
(2)小球在最低点时速度的最小值。
2. 真空中两个点电荷相距为r,它们之间的作用力大小为F,若将它们的电荷量都变为原来的2倍,同时将它们之间的距离变为原来的2倍,那么它们之间的作用力大小变为多少?
3. 质量为m的物体以初速度v0沿粗糙斜面匀减速上滑,到达斜面顶端时速度为0。若用反向推理法(即把物体的运动过程倒过来),当物体自顶端开始由静止沿粗糙斜面滑到底端时,其瞬时速度大小为多少?
4. 质量为m的物体从高为h、倾角为θ的光滑斜面顶端由静止滑到底端的过程中,当斜面固定时,物体下滑的加速度为多大?若物体下滑到某一位置时,重力在垂直于斜面方向的分力恰好等于下滑力,则此时物体下滑到距离h时的速度多大?
5. 质量为m的小球用长为L的绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中,当小球静止时细线与竖直方向成θ角,现给小球一初速度,使小球恰能在竖直平面内做匀速圆周运动。求:
(1)小球所受电场力的大小;
(2)小球在最低点时速度的最小值。
以上问题涵盖了高中物理中的力学和电学知识,通过解决这些问题可以有效地提高高二学生的物理计算能力。
题目:
一个高中的电动模型,包含一个固定的金属框架,框架上连接着一根导线,导线上有一个金属棒。现在给金属棒一个初速度,让它沿着框架运动,并最终停下来。在这个过程中,金属棒上产生了感应电流。
假设金属棒的质量为m,它与框架之间的滑动摩擦因数为μ,运动距离为d,运动时间为t。已知金属棒的电阻为R,框架的电阻为R0(R0远大于R)。
求:在这个过程中,金属棒上产生的热量Q是多少?
解答:
1. 初始阶段,金属棒以初速度做匀速直线运动,根据动能定理,有:
(1/2)mv² = (1/2)at²
其中a为加速度,t为时间。
2. 金属棒在运动过程中受到摩擦力作用而减速,同时产生了感应电流,因此受到安培力作用。这个安培力是由框架中产生的电动势和金属棒的电阻共同决定的。根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律,有:
F = BIL = EI/R + R0
其中B为磁感应强度,I为电流强度,L为路径长度。
3. 金属棒最终会停下来,这个过程满足能量守恒定律,即机械能转化为内能。因此有:
(1/2)mv² = Q + (1/2)at²
将第一、二步的结果代入第三步中,得到:
Q = (B²L²/2gR)t² - (μmgd)
希望这个例子能帮助你理解如何进行高二物理经典计算题的训练。当然这只是其中一个例子,你可以根据实际情况选择其他题目进行训练。