学完高中物理必修一后,2018级某学习小组对所学的物理知识进行交流,下列四位同学说法正确的是( )
A. 小宇认为速度越大的物体惯性越大
B. 小哲认为牛顿最早根据实验提出了“力不是维持物体运动的原因”
C. 小恺认为在伽利略和笛卡儿工作基础上,牛顿提出了牛顿第一定律
D. 小飞认为作用力与反作用力作用在同一个物体上
经典电磁理论认为:当金属导体两端电压稳定后,导体中产生恒定电场,这种恒定电场的性质与静电场相同.由于恒定电场的作用,导体内自由电子定向移动的速率增加,而运动过程中会与导体内不动的粒子发生碰撞从而减速,因此自由电子定向移动的平均速率不随时间变化.金属电阻反映的是定向运动的自由电子与不动的粒子的碰撞.假设碰撞后自由电子定向移动的速度全部消失,碰撞时间不计.
某种金属中单位体积内的自由电子数量为n,自由电子的质量为m,带电量为e. 现取由该种金属制成的长为L,横截面积为S的圆柱形金属导体,将其两端加上恒定电压U,自由电子连续两次与不动的粒子碰撞的时间间隔平均值为t0.如图所示.
(1)求金属导体中自由电子定向运动受到的电场力大小;
(2)求金属导体中的电流I;
(3)电阻的定义式为,电阻定律
是由实验得出的.事实上,不同途径认识的物理量之间存在着深刻的本质联系,请从电阻的定义式出发,推导金属导体的电阻定律,并分析影响电阻率ρ的因素.
为了测定粒子放射源向外辐射出
粒子速度的大小,设计和安装了如图所示的装置。从带有小孔的放射源
中均匀地向外辐射出平行于y轴的、速度一定的
粒子(质量为m,电荷量为
)。现让其先经过一个磁感应强度为
、区域为半圆形的匀强磁场,经该磁场偏转后,
粒子恰好从一半圆形磁场区域的圆心
处射出磁场,沿
轴进入右侧的平行板电容器
板上的狭缝,并打到置于
板上的荧光屏上,此时通过显微镜头
可以观察到屏上出现了一个亮点。闭合电键
后,调节滑动变阻器的滑动触头
当触头位于滑动变阻器的中央位置时,通过显微镜头
看到屏上的亮点恰好消失。已知电源电动势为
,内阻为
,滑动变阻器的总阻值
。
(1)求平行板电容器两板间的电压及
粒子从放射源
中射出时速度
的大小;
(2)求该半圆形磁场区域的半径;
(3)若平行板电容器两极板间的距离为
,求粒子在磁场中和电场中运动的总时间
。
天宫二号在距地面高度处绕地球做匀速圆周运动。2016年10月19日,神舟十一号飞船发射成功,与天宫二号空间站圆满完成自动交会对接。假设对接前“天宫二号”与“神舟十一号”在同一轨道围绕地球做匀速圆周运动,如图所示。已知地球质量为
,半径为
,引力常量为
。
(1)求天宫二号在轨运行线速度的大小;
(2)求天宫二号在轨运行周期T;
(3)若“神舟十一号”在图示位置,欲与前方的“天宫二号”对接,只通过向后方喷气能否实现成功对接?请说明理由。
民航客机一般都有紧急出口,发生意外情况的飞机紧急着陆后,打开紧急出口,狭长的气囊会自动充气,形成一个连接出口与地面的斜面,人员可沿斜面滑行到地上,如图甲所示,图乙是其简化模型.若紧急出口下沿距地面的高度h=3.0m,气囊所构成的斜面长度L=5.0m.质量m=60kg的某旅客从斜面顶端由静止开始滑到斜面底端.已知旅客与斜面间的动摩擦因数μ=0.55,不计空气阻力及斜面的形变,旅客下滑过程中可视为质点,取重力加速度g=10m/s2.求:
(1)旅客沿斜面下滑时的加速度大小;
(2)旅客滑到斜面底端时的速度大小;
(3)旅客从斜面顶端滑到斜面底端的过程中,斜面对旅客所施加的支持力的冲量大小.
两位同学用如图甲所示装置,通过半径相同的A,B两球的碰撞来验证动量守恒定律。
(1)实验中必须满足的条件是________。
A.斜槽轨道尽量光滑以减小误差
B.斜槽轨道末端的切线必须水平
C.入射球每次必须从轨道的同一位置由静止滚下
D.两球的质量必须相等
(2)测量所得入射球的质量为
,被碰撞小球
的质量为
,图甲中
点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影,实验时,先让入射球
从斜轨上的起始位置由静止释放,找到其平均落点的位置
,测得平抛射程为
;再将小球B放置在轨道末端,让入射球
从斜轨上起始位置由静止释放,与小球
相撞,分别找到球
和球
相撞后的平均落点
,测得平抛射程分别为
和
。当所测物理量满足表达式________时,则说明两球的碰撞为弹性碰撞。
(3)另一同学也用上述两球进行实验,但将实验装置进行了改装:如图乙所示,将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上,用来记录实验中球球
与木条的撞击点。实验时,首先将木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触,让入射球
从斜轨上起始位置由静止释放,撞击点为
;然后将木条平移到图中所示位置,入射球
从斜轨上起始位置由静止释放,确定其撞击点
;再将入射球
从斜轨上起始位置由静止释放,与球
相撞,确定球
和球
相撞后的撞击点分别为
和
。测得
与
各点的高度差分别为
若所测物理量满足表达式________时,则说明球
和球
碰撞中动量守恒。