(物理)物理微元法解決物理試題練習全集含解析-資料下載頁
2025-03-29 22:09本頁面
【正文】 ）若太陽光垂直照射到地球表面，在半徑為r的某圓形區(qū)域內(nèi)被完全反射（即所有光子均被反射，且被反射前后的能量變化可忽略不計），則太陽光在該區(qū)域表面產(chǎn)生的光壓（用l表示光壓）是多少？【答案】（1）（2）【解析】【分析】【詳解】（1）時間t內(nèi)太陽光照射到面積為S的圓形區(qū)域上的總能量 解得 照射到此圓形區(qū)域的光子數(shù) 解得（2）因光子的動量 則達到地球表面半徑為r的圓形區(qū)域的光子總動量因太陽光被完全反射，所以時間t內(nèi)光子總動量的改變量 設(shè)太陽光對此圓形區(qū)域表面的壓力為F，依據(jù)動量定理 太陽光在圓形區(qū)域表面產(chǎn)生的光壓I=F/S解得13．如圖所示，兩平行金屬導軌置于水平面（紙面）內(nèi)，導軌間距為l，左端連有一阻值為R的電阻。一根質(zhì)量為m、電阻也為R的金屬桿置于導軌上，金屬桿右側(cè)存在一磁感應強度大小為B、方向豎直向下的勻強磁場區(qū)域。給金屬桿一個瞬時沖量使它水平向右運動，它從左邊界進入磁場區(qū)域的速度為v0，經(jīng)過時間t，到達磁場區(qū)域右邊界（圖中虛線位置）時速度為。金屬桿與導軌始終保持垂直且接觸良好，它們之間的動摩擦因數(shù)為μ。除左端所連電阻和金屬桿電阻外，其他電阻忽略不計。求：(1)金屬桿剛進入磁場區(qū)域時的加速度大??；(2)金屬桿在滑過磁場區(qū)域的過程中金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱?！敬鸢浮?1) ；(2)【解析】【分析】【詳解】(1)金屬桿剛進入磁場時，有金屬桿受到的摩擦力由牛頓第二定律聯(lián)立以上各式解得(2)當金屬桿速度為時，產(chǎn)生的感應電動勢感應電流金屬桿受到的安培力由動量定理得，在短暫的時間內(nèi)有即對上式從金屬桿進入磁場到離開磁場，求和得式中為磁場區(qū)域左、右邊界的距離，解得設(shè)此過程中金屬桿克服安培力做功為，由動能定理聯(lián)立以上各式，解得此過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱為則金屬桿產(chǎn)生的焦耳熱為14．如圖所示，擺球質(zhì)量為m，懸繩的長為L，把懸繩拉到水平位置后放手。設(shè)在擺球運動過程中空氣阻力f的大小不變，求擺球從A點運動到豎直位置B時，繩的拉力F，空氣阻力f各做了多少功？【答案】，【解析】【分析】【詳解】拉力F始終與運動方向垂直，不做功，所以將分成許多小弧段，使每一小弧段小到可以看成是直線，在每一小弧段上，可以認為f的大小，方向是不變的（即為恒力），這樣就把變力做功轉(zhuǎn)換為恒力做功，如圖所示f做的總功就等于每個小弧段上f所做功的代數(shù)和，即15．某游樂園有一噴泉，豎直向上噴出的水柱將一質(zhì)量為m = ，鐵盒穩(wěn)定懸停。已知水以恒定的速率v0 = 10m/s，從截面積為S = 100mm2的管口中持續(xù)不斷的噴出；盒子內(nèi)底平整（盒子底面積大于與盒底接觸的水流截面積）；水流向上運動并沖擊鐵盒后，在豎直方向水的速度減為零，在水平方向朝四周均勻散開。忽略空氣阻力，已知水的密度為r = 1180。103 kg/m3，重力加速度g = 10m/s2，求：（1）噴泉單位時間內(nèi)噴出的水的質(zhì)量；（2）盒子在空中懸停時，其底面相對于噴口的高度h；【答案】（1）1kg ；（2）【解析】【分析】【詳解】（1）設(shè)時間內(nèi)，從噴口噴出的水的體積為，質(zhì)量為，則由以上兩式代入數(shù)據(jù)得故單位時間內(nèi)從噴口噴出的水的質(zhì)量為1 kg/s。（2）設(shè)玩具懸停時其底面相對于噴口的高度為h，水從噴口噴出后到達玩具底面時的速度大小為v。對于?t時間內(nèi)沖擊鐵盒的水?m，由動能定理得以豎直向上為正方向，設(shè)水對玩具的作用力的大小為F，?t時間內(nèi)沖擊鐵盒的水的質(zhì)量忽略不計，由動量定理得由于玩具在空中懸停，由力的平衡條件得聯(lián)立以上各式代入數(shù)據(jù)得故盒子在空中懸停時。
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