高二物理经典计算题训练和相关例题如下:
例题1:
【问题】一个质量为$m$的小球,从离地面高为H处以初速度$v_{0}$斜向下抛出,小球落到水平地面上,其速度大小为$v$,不计空气阻力,重力加速度为g。
【分析】
小球抛出时速度可以分解为水平方向和竖直方向,水平方向速度不受影响,竖直方向上小球做匀减速直线运动,根据匀减速直线运动规律可以求得小球落地时速度大小和方向。
【解答】
根据机械能守恒定律,小球抛出时动能和重力势能之和等于落地时动能,即:
$mgH = \frac{1}{2}mv_{0}^{2} + mgh$
其中$h = \frac{v_{0}^{2}}{2g}$
小球落地时速度大小为:
$v = \sqrt{v_{0}^{2} - 2gh} = \sqrt{v_{0}^{2} - 2 \times \frac{v_{0}^{2}}{2g}} = \sqrt{\frac{v_{0}^{2}}{2} - gH}$
【训练】一个质量为$m$的小球从离地面高为$H$处以初速度$v_{0}$平抛出去,不计空气阻力,小球落到水平地面上时其速度大小为$v_{1}$,求小球在空中运动的时间。
训练题答案:根据机械能守恒定律和匀变速直线运动规律可以求得小球在空中运动的时间。
【问题】一个质量为$m$的小球从离地面高为$H$处以初速度$v_{0}$平抛出去,不计空气阻力,小球落到水平地面上时其速度大小为$v_{1}$。
【分析】
小球在空中运动时受到重力作用,重力方向竖直向下,根据匀变速直线运动规律可以求得小球在空中运动的时间。
【解答】
根据匀变速直线运动规律可得:
$v_{1}^{2} = v_{0}^{2} + 2gH$
根据机械能守恒定律可得:
mgH = \frac{1}{2}mv_{1}^{2} - \frac{1}{2}mv_{0}^{2}
联立以上两式可得:
t = \frac{v_{1}^{2} - v_{0}^{2}}{gH} = \frac{v_{1}^{2}}{g(H + v_{0}^{2})}
所以小球在空中运动的时间为$\frac{v_{1}^{2}}{g(H + v_{0}^{2})}$。
以下是一份高二物理经典计算题训练及例题:
训练:
1. 一段长为L的导线,其电阻为R,现将它均匀拉长至长度为3L,直径为d的导线,使其横截面积为原来的三倍,求此时导线的电阻。
例题:
1. 一段铜导线,其电阻为R,现将其均匀拉长至原来的两倍,使其直径变为原来的一半,求此时导线的电阻。
解析:
将导线均匀拉长至长度为3L,直径为d的导线后,其横截面积变为原来的三倍,而电阻与导体的长度成正比,与导体的横截面积成反比。
设原来的横截面积为S,长度为L,电阻为R,则拉长后的横截面积为3S,长度为2L。根据电阻定律公式R = ρL/S,可得到新的电阻值为:
R’ = ρ(2L) / (3S) = 4R/3
所以,拉长后的导线电阻为原来的4/3。
高二物理经典计算题训练
一、带电粒子在电场中的加速
例1:在水平方向的匀强电场中,一个质量为m的带电小球,以水平初速度v0飞入电场中,并恰好沿垂直于场强方向做匀速直线运动,求:
(1)小球受到的电场力多大?
(2)小球受到的电场力的方向怎样?
二、带电粒子在匀强电场中的运动
例2:在电场中某点放入一个带电荷量为q的试探电荷,测得该点的电场强度为E,若在改放电荷量为-2q的试探电荷,则以下说法正确的是( )
A.该点的场强大小变为原来的2倍,方向也变为原来相反
B.该点的场强大小不变,但方向与原来相反
C.该点的场强大小不变,方向也不变
D.不能确定该点场强的变化
三、带电粒子在电场中的偏转
例3:在水平方向的匀强电场中,一质量为m的带电小球,以初速度v0沿垂直于电场方向射入电场中,恰能做匀速直线运动。若从某时刻开始,只使电场强度方向突然变为下方向,其他条件不变,则以下说法正确的是( )
A.小球将做类平抛运动 B.小球将做匀加速直线运动 C.小球将做匀速直线运动 D.小球的运动轨迹为曲线
常见问题:
一、关于带电粒子在匀强电场中的加速与偏转问题中,容易混淆的是加速与偏转。加速问题中,粒子的初速度与电场垂直,粒子做类平抛运动;偏转问题中,粒子的初速度与电场不垂直,粒子做类似平抛运动。
二、带电粒子在电场中运动时,常常根据粒子的受力情况来确定粒子的运动性质。
三、带电粒子在电场中运动时常常用到动能定理和功能关系。动能定理和功能关系常常同时使用,起到事半功倍的效果。
四、带电粒子在磁场中的运动问题。此类问题要明确半径公式和圆周运动的性质。同时要注意洛伦兹力不做功。
