对于同一物理问题,常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究,找出其内在联系,可以更加深刻地理解其物理本质。
(1)单个微小粒子撞击巨大物体的力是局部而短促的脉冲,但大量粒子撞击物体的平均效果是均匀而持续的力。我们假定单位体积内粒子数量为n,每个粒子的质量为m,粒子运动速率均为v。如果所有粒子都垂直物体表面运动并与其碰撞,利用所学力学知识,导出物体表面单位面积所受粒子压力f与m、n和v的关系。
(2)实际上大量粒子运动的速率不尽相同。如果某容器中速率处于100~200m/s区间的粒子约占总数的10%,而速率处于700~800m/s区间的粒子约占总数的5%,论证:上述两部分粒子,哪部分粒子对容器壁的压力贡献更大。
如图所示,电子由静止开始经加速电场加速后,沿平行于板面的方向射入偏转电场,并从另一侧射出。已知电子质量为m,电荷量为e,加速电场极板间电势差为U0。偏转电场极板间电势差为U,极板长度为L,板间距为d,偏转电场可视为匀强电场,电子所受重力可忽略。
(1)求电子射入偏转电场时的初速度和从偏转电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离y;
(2)由问题(1)的结论可知,电子偏转距离y与偏转电场极板间电势差U有关。已知,加速电场。当偏转极板间电压为随时间变化的交变电压时,在计算其中任意一个电子通过极板的偏转距离y时,仍可认为偏转极板间电势差是某一定值。请利用下面所给数据,分析说明这样计算的合理性。已知,。
如图所示,垂直于纸面的匀强磁场磁感应强度为B。纸面内有一正方形均匀金属线框abcd,其边长为L,每边电阻为R,ad边与磁场边界平行。从ad边刚进入磁场直至bc边刚要进入的过程中,线框在垂直磁场边界向左的拉力作用下以速度v匀速运动,求:
(1)线框中电流I的大小和方向;
(2)拉力所做的功W;
(3)ab边产生的焦耳热Q。
如图所示,竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切,小滑块A和B分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点。现将 A 无初速释放,A 与B碰撞后结合为一个整体,并沿桌面滑动。已知圆弧轨道光滑,半径R=0.2m;A和B的质量均为m=0.1kg,A和B整体与桌面之间的动摩擦因数 =0.2。取重力加速度 g =10m/s2。求:
(1)与B碰撞前瞬间A对轨道的压力N的大小;
(2)碰撞过程中A对B的冲量I的大小;
(3)A和B整体在桌面上滑动的距离l。
从下表中选出适当的实验器材,设计一电路来测量电阻Rx的阻值。要求方法简捷,得到多组数据,有尽可能高的测量精度。
(1)电流表应选用______,电压表应选用_______。
(2)完成图中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏。_____
(3)在实验中,有的同学连成下图所示的电路,其中a,b,c,…,k 是表示接线柱的字母。请将图中接线错误(用导线两端接线柱的字母表示)、引起的后果、改正的方法(改接、撤消或增添),填在图中表格相应的位置中。
接线错误 | 引起的后果 | 改正的方法 |
____________________ | ____________________ | ____________________ |
用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。
主要实验步骤如下:
a.安装好实验器材。接通电源后,让拖着纸带的小车沿长木板运动,重复几次。
b.选出一条点迹清晰的纸带,找一个合适的点当作计时起点O(t = 0),然后每隔0.1s选取一个计数点,如图2中A、B、C、D、E、F……所示。
c.通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E……点时小车的速度,分别记作v1、v2、v3、v4、v5……
d.以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系,在坐标纸上描点,如图3所示。
结合上述实验步骤,请你完成下列问题:
(1)在下列仪器和器材中,还必须使用的有______和______(填选项前的字母)。
A.电压合适的50 Hz交流电源
B.电压可调的直流电源
C.刻度尺
D.秒表
E.天平(含砝码)
(2)在图3中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点,请在该图中标出计数点C(v3=0.86m/s)对应的坐标点,并画出v-t图像。
(3)观察v-t图像,可以判断小车做匀变速直线运动,其依据是______。根据v-t图像计算出小车的加速度a = ______m/s2 。
(4)某同学测量了相邻两计数点间的距离:OA=7.05cm,AB=7.68cm,BC=8.31cm,CD=8.95cm,DE=9.57cm,EF=10.20cm,通过分析小车的位移变化情况,也能判断小车是否做匀变速直线运动。请你说明这样分析的依据是 ______________________。