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免费下载《高中物理竞赛题目和答案》ppt课件5

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免费下载《高中物理竞赛题目和答案》ppt课件5
1
长度 L 米 m
质量 M 公斤 kg
时间 T 秒 s
电流强度 I 安培 A
温度  开尔文 K
光强 J 堪德拉 cd
物质的量 N 摩尔 mol
七个基本物理量符号及单位
2
量纲:一个物理量Q一般都可以表示为基本量乘幂之积。称这个乘幂之积的表达式
[Q]=LαMβTγIδΘεJζNη
为该物理量对选定的这组基本量的量纲积或量纲表达式。α,β,γ,δ,ε,ζ,η称为量纲指数。
例.[长度]=L、[质量]=M、[时间]=T、
[面积]=L2 [体积]=L3、[速度]=LT-1,
[加速度]=LT-2、[力]=MLT-2,
[能量]=ML2T-2.
3
一列静止长度为600米的超快速火车通过一个封闭式的火车站,据站长讲车站全长为450米,火车通过时正好装进车站,即站长观察到火车后端刚好在进口处的同时其前端刚好在出口处。求:(1)火车的速率是多少?(2)对火车上的乘务员来说,他观测到的车站长度是多少?
4
圆柱形均匀透明体的底面下平放着一枚小硬币,两者之间有微小间隙,且硬币厚度忽略不计。设周围都是空气,若通过透明体壁看不到硬币,则透明体折射率n的取值范围为多少?
解:由折射定律得
在侧壁发生全反射的条件为
将下式代入上式得
越小的光线越易在侧壁发生全反射,故 的光线是在侧壁最难发生全反射的光线。若能使此光线发生全反射的话,那从侧壁便看不到硬币了,此时必有
质量为m的质点A,在一个光滑且足够大的水平桌面上运动,质点A系一轻绳子,绳子穿过桌面上一光滑小孔O,另一端挂一质量也为m的质点B。若A在桌面上离O点为a的地方,沿垂直于OA的方向以初速度 射出,证明质点A在以后运动中离O点距离必在a与3a之间。
解:运动中离心力与绳子的拉力有差别,存在上下运动。
角动量守恒:
机械能守恒:
将初始条件代入
所以:
如图所示,从远处声源发出的声波,波长为 ,垂直射到墙上,墙上有两个小孔A和B,彼此相距 ,将一个探测器沿与墙垂直的AP直线移动,遇到两次极大,它们的位置为Q1和Q2,定性的在图中示出,则Q1和Q2与A的距离分别为多少?
解:当Q点无限远离A点,AB两波源的波的波程差为0.
当接近A点时,波程差为 ,为最大波程差。
所以:Q1处 ,Q2处
7
光滑水平桌面上有一半径为R、质量为M的匀质圆盘,圆心O沿水平x轴以速度v0匀速运动,同时圆盘绕其圆心O以匀角速ω0转动,运动过程中与一静止在x轴上质量也是M的质点相碰,并粘在圆盘的边缘上。求:(1)碰后系统质心速度;(2)碰后系统绕质心转动角速度;(3)碰撞过程中系统损失的机械能。
动量守恒:
角动量守恒:
绕质心转动惯量
机械能
8
两根完全相同的均匀细杆,对称的连成T形尺,通过尺上某点垂直于尺子所在平面的直线作轴,T形尺的转动惯量为I(P),已知杆长为L,求I最小和最大时,P点的位置。
解:转动惯量最小的是穿过质心的情况;由平行轴定理可知,距质心越远,转动惯量越大。
以最低点为坐标原点:
平行轴定理
距离最远的就是最低端
9
半径为r的金属球远离其他物体,通过理想细导线和电阻为R的电阻器与大地连接,电子束从远处以速度v射向金属球面,稳定后每秒钟落到球上的电子数为n,不计电子的重力势能,试求金属球每秒钟自身释放的热量Q和金属球上的电量q。(电子质量m,电子电荷量绝对值为e)
解:稳定后流经电阻R的电流为
电阻R上的损耗功率为
单位时间n个电子带给金属球的动能为
金属球自身释放的热量为
金属球电势为
电势与电荷的关系
10
水平放置的绝热汽缸内有一不导热的隔板,把汽缸分成A和B两室,隔板可在气缸内无摩擦的平移,如图所示,每室内有质量相同的同种单原子理想气体,它们的压强都是P0,温度都是T0,今通过A室中的电热丝L对气体加热,传给气体的热量为Q,达到平衡时A室的体积恰为B室的2倍,试求AB两室中气体的温度。
解:设初始体积都为V0
末态AB压强相同,初态的温度、压强和体积都相同,所以
AB体积变化相同,压强始终相同,做功相同
11
另解:设初始体积都为V0,且B做绝热变化,初末状态已知
末态AB压强相同,初态的温度、压强和体积都相同,所以
12
用一单摆测量重力加速度·摆长为1m,用秒表测量单摆的振动周期,摆长的误差可忽略不计,秒表的测量误差为0.2s(包括人的反应误差)欲使重力加速度的最大相对误差小于1%,至少应累积测量多少个周期?
解:单摆的周期 ,加速度表达式
13
用图中所示电路测量未知电阻Rx的阻值,试简要说明测量原理·电压表和电流表的内阻对测量结果有何影响?
解:测量电路为电桥电路,调节R0,当检流计指示为零时,读取电压表读数U,电流表度数I,可求电阻值为
电流表和电压表的内阻对测量结果没有影响
分析:当检流计读数为零时,电流表的读数与Rx的电流完全相同,而电压表的读数也和Rx的电压完全一致(检流计下面的那个电阻的分压为零)。
所以,两表对测量结果没有影响。
14