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物理小科普——我的部分知道回答.doc

上传人:xrp****65 文档编号:7027573 上传时间:2024-12-25 格式:DOC 页数:42 大小:321.50KB 下载积分:10 金币
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1.第一宇宙速度是7,9km/s,书上说达到这个速度才能逃离地球,但是如果一个火箭垂直地球向上飞,只要保持9.8m/s2的加速度就可以逃离出地球,没有必要到达第一宇宙速度呀,为什么? 回答:加速度是什么概念,速度是什么概念?看来楼主没有搞清楚啊。火箭的加速度通常很大,这样可以很快的加速到需要的速度。但是即使加速度小一点,只要加速的时间足够长,同样可以加速到很大的速度。 飞机等能飞起来就可以说它们克服重力了,但飞机要保持飞行的状态,必须要螺旋桨旋转产生升力,不然飞机就会掉下来。而如果飞机达到第一宇宙速度的时候,如果不考虑空气阻力的话就会绕地球做圆周运动不会掉下来。 物体要做圆周运动是要有一个向心力的约束的,飞机此时作圆周运动的向心力就是他所受到的重力,可以用如下公式表述;mg=mv^2/r公式整理一下就是v^2=gr式中g为重力加速度r为地球半径,v就是算出来的第一宇宙速度。上式中如果飞机的速度再大,那么它围绕地球做圆周运动所需要的向心力,就比重力要大,这时飞机就会脱离地球的束缚,飞向太空了。 另外火箭发射时火箭绝对不会垂直地面往上飞,必然会向地球自转相反的方向偏移。这跟地球自转有关系。这与围绕操场跑步在转弯时,跑外圈的人的速度必须比跑内圈的快一点才能赶上跑内圈的,的道理有些差不多。可以自己去推敲以下。 2. 磁带可以听声音的物理学原理 回答:先说一下录音的原理:录音是将声音信号转变成电信号,电信号在磁头处转换成磁场,磁场促使录音带上的磁性物质按一定的规律排布,这样声音就被磁带记录下来了。放音的时候原理差不多,只是反过来了。磁带运动,使磁头产生电磁感应,产生电流,电流经过放大,滤波等处理后通过那喇叭,就发出声音了。 3. 你知道月亮一天自转几转? 回答:月亮绕地球公转一周叫做一个“恒星月”,平均是27天7小时43分11秒。月亮绕地球公转的同时,它本身也在自转。月亮的自转周期和公转周期是相等的,即1:1,月球绕地球一周的时间为也就是它自转的周期. 我的回答:有一种力叫潮汐摩擦力,月亮因为这种力的作用自转速度变得越来越慢,最后始终一面朝着地球。地球也一样,恐龙时代的地球,一年有四百多天,现在只有365天了,终有一天地球自转速度也会减到零,最终一面朝着太阳,永远是白天,另外一面永远是黑夜了。 4. 我们看到的星光是很久以前发出的吗?原来一直以为是,但最近听爱因斯坦同学说当你走快时,时间便慢了。那么,如果你以光速前进,时间是不是静止了呢?你看到星光是不是就是即时发出的了呢? 另外,光年准确定义是什么呀?光的“一年”和我们的“一年”一样长么?谢谢回答。 回答:原来一直以为是,但最近听爱因斯坦同学说当你走快时,时间便慢了。那么,如果你以光速前进,时间是不是静止了呢?你看到星光是不是就是即时发出的了呢? ——这是对光子而言,对观察者不是这样,要不然定义光年还有什么意义呢?我们看到的星光的确是很久以前发出的。再者任何有静止质量的物体按照爱因斯坦的理论都不可能达到光速。 5. 世上真的有龙和凤吗?我奶奶说她在小时侯和很多人都见过龙!是真的吗? 回答:龙和凤都起源于距今七八千年的新石器时期,而且是同步的。 作为源远流长、蕴含丰富的文化现象,龙和凤都是中华民族的图章、徽记、标志和象征。如果将中华民族的传统文化符号按其功能效应的大小排个座次的话,龙无疑是要坐第一把交椅的,那么,第二位就该是凤了。 龙是古人对鱼、鳄、蛇、猪、马、牛等动物,和云、雷电、虹等自然天象模糊集合而产生的一种神物。爬行动物和哺乳动物是龙的主要集合对象,因此,龙常常被称为"鳞族之长"、"众兽之君"。 凤是古人对多种鸟禽和某些游走动物模糊集合而产生的一种神物。长翅膀的鸟禽是凤的主要集合对象,因此,凤便登上了"羽族之长"的宝座,有"百鸟之王"之称。 我的回答:有一种理论解释龙的形成比较有代表性,理论大意是:我们的祖先的族徽(或称图腾),最早可能是蛇,上古有伏羲,女娲都是人首蛇身的传说。在部族兼并战争中,得胜的部落会将被征服部落的族徽取一部分添加到自己的族徽上去,随着我们祖先部族的强盛,被征服的部落越来越多,添加到蛇身上去的东西也越来越多,最后就形成了今天龙的样子。 龙是我们中华民族的族徽,是炎黄子孙凝聚力的所在。但实际上龙和凤都是不存在的。 至于凤如何形成,本人不大清楚,不敢妄言。 6. 有没有比光更快的速度?问题补充: 宇宙大爆炸一瞬间就提供给宇宙这么大的一个空间,。大到可以放入这么多的星体,而这个星体到那个星体又要好几光年,如果没有比光更快的速度,那是怎么办到的? 回答:按照爱因斯坦的理论是绝对没有任何东西的速度能比光速快。但爱因斯坦的相对论也有他的局限性,就像相对论取代牛顿力学一样,将来必然有一种更完美更加接近事实真相的理论会取代相对论。谁能预测一定没有超过光速的速度呢,只能说现在还没有发现。 7. 如果地球不会自转,那么结果会如何呢?如果地球在公转时地轴与公转轨道面垂直,那么结果又会如何? 回答:地球不自转的话一面永远向太阳,没有日夜之分. 地轴与轨道面垂直,没有四季变换 由于潮汐摩擦力的存在,这种情况大约在两亿年后就会出现。 8. 什么是“自由进动”???????(刚体力学) 回答:自由进动区别于转动,自由进动属于平动。即刚体里面的每一个质点运动的轨迹都是一样。就拿地球的公转来说吧,地球公转时地轴始终指向一个方向,如果排除地球的自转,那地球围绕太阳的运动就是自由进动。 9. 地磁场有多大? 不用确切的告诉我多大,我只想知道为什么地磁场能使小磁针变向,却丝毫不能改变铁屑的受力情况呢?比如把小铁珠放在玻璃上,它却不动.而小磁针却能轻易变向? 问题补充: 只要说出不同之处就可以了,网上的大道理看不懂,麻烦不要拉了 回答:铁屑和铁珠本身没有磁性,虽然放在磁场中会被磁化,但磁场一旦被撤走,他的磁性立即消失。铁屑和铁珠的磁场方向决定于使它磁化的磁场的方向。例如:当一根铁条接近磁铁的时候,无论铁条怎么去靠近磁铁,它总是被吸引。铁屑和铁珠自放到地磁场中的时候它们的磁场方向已经和地磁场一致了,所以不偏转。而小瓷针本身具有磁性,当它的磁场方向和地磁场方向不一致时,就会受到磁力的作用,发生偏转。当然地磁场是很弱的,磁针受到的磁力并不太大,若磁针受到的阻力太大的话,磁针也不会偏转。 10. 地球上怎样有的生物? 回答:原始地球温度很高,地质非常不稳定,时时都有地震和火山喷发,空中电闪雷鸣。原始的大气的成分跟现在有很大不同,跟火山气成分差不多。其中的水分等遇冷变成雨降下来,遇到高温的地面又蒸发。水跟空中的氨气等成分,在闪电的作用下可能生成氨基酸,核苷酸等构成生命的基本有机物。后来地球渐渐冷下来,水汇集到地面形成原始海洋,有机物就溶解在原始海洋中。 有机物相互作用发生化学反应,氨基酸缩聚生成蛋白质,核苷酸则生成DNA或RNA,DNA和RNA能实现自我复制,甚至能利用氨基酸生成蛋白质。在漫长的时间里,在一次又一次的偶然中,生命就诞生了。 然而这样的生命结构比现在的病毒(病毒由DNA或RNA和包裹在外面的蛋白质组成,没有细胞结构)还要简单,但是经过长时间的进化,生命越来越复杂,由没有细胞变成有单细胞,再变成多细胞,越进化越复杂,最终形成了今天的样子。 11. 植物和生物有什么不同 回答:凡是有生命的东西包括植物,动物,细菌,真菌,病毒都统称生物。生物包括植物,植物是生物的一种。 12. 什么是地球磁偏角?什么是黄赤交角? 谢谢 回答:地球磁场的南北极和地理上的南北极方向不完全一致,两者之间有大约十几度的偏角,这就是所谓的地磁偏角。黄道是地球公转的轨道面,其与地球赤道面的夹角就是黄赤交角。 13. 为什么有的钻石是粉红色?粉红色钻石真的很宝贵吗? 回答:钻石其实就是碳的一种单质形态,一般无色透明。但其中如果有杂质,则可能呈现其他的颜色。 有一句话叫做“物以稀为贵”能回答你的第二个问题么? 14. 为什么两片玻璃用力挤压,就会出现彩色的条纹? 回答:主要是光的干涉.两片玻璃片紧压中间形成一层空气薄膜,这层空气薄膜前后两个表面反射的光进行干涉,就象吹的泡泡一样,肥皂泡的薄膜前后两个表面反射的光进行干涉也形成彩色条纹.这个现象叫薄膜干涉。 15. 既然能量不能被创生,能量最初是从那里来的呢? 问题补充: 是什么提供宇宙大爆炸所需的能量,这些能量又从何而来? 回答:E=mC^2 能量和质量其实是一个物质的两种不同说法 宇宙大爆炸时诞生于奇点。 16. 球体表面积证明公式看不懂啊,百度百科上说先把上半球横向切成N份,这儿我就卡主了,求教!!!! 回答:有一种方法是把球面用经纬线划成很多的小面积块,这样以小面积元为底,以圆心为顶点就形成一个四棱锥,这些棱锥的高就是圆的半径,每个四棱锥的体积为SR/3。将这些小四棱锥的体积相加就是球的体积。所以4/3πR^3=∑SR/3=R/3∑S,注意到这里的∑S就是所有的小面积元的面积的和,它正好等于球的表面积。 所以S表面积=3/R×V球=3/R×4/3πR^3=4πR^2。 17. 为什么在三角形ABC中 -兀<A-B<兀 回答:因为 0<A<π (1) 0<B<π (2) (2)式两边乘以-1,得 -π<-B<0 (3) (1)+(3),得 -π<A-B<π 18. 一个质量为M的乒乓球有H高处静止释放与地面碰撞无能量损失,空气阻力恒定,每次弹高度是下落高度3/4, 回答:总路程H+2*(3/4)H+2*(9/16)H+2*(27/64)H+… 这个可以看成无穷等比数列的求和,从而算出总路程S=7H,由于空气阻力总是做负功所以必然有FS等于减少的重力势能,所以FS=MgH,从而求得空气阻力Mg/7。 还有一种思路,可以避免无穷级数求和。考虑乒乓球自由下落到第一次弹起来这一过程,走的路程是H+3/4H=7/4H,重力势能损失MgH-3/4MgH=MgH/4,,所以7/4HF=MgH/4,F=Mg/7。再由FS=MgH 可得S=7H。 19. 旋转的球在真空中飞行轨迹是直线吗(不计别的球体吸引力) 回答:是直线,如果在空气中飞行就不是,会划出弧线。比如足球上著名的香蕉球。 大概能知道你说的什么意思,但你这个提法不严谨啊。 20. 一光线对称地通过等边三棱镜,则玻璃的折射率为? 回答:从这个题中只能知道折射角为30度,无法求出入射角啊。 或者说只要调整好光线的入射角,不管折射率为多少的玻璃,都可以做到光线对称通过。 21. 一个物体可能有变动的速率但是它的速度是常数吗? 回答:不可能。 能找到一个固定的矢量,其长度是变动的吗?显然不可能。 22. 水的密度与温度的关系 回答:纯水在4℃时密度最大,温度升高或者降低密度都将变小。 如果降到0度以下变成冰,冰的密度也小于水。 23. 两面镜子能夹一束光吗?为什么? 回答:两面镜子从理论上说可以夹住一束光,但实际上做不到。 因为镜子有吸收,空气有散射都会使光的强度降低。 另外两面镜子不可能做到绝对平行,光线也不可能做到和镜面绝对垂直。 还有就是会受到光源的单色性的影响。比如一个手电筒发出的光,不出十米就成了一个大的光斑。最好的激光器发出的激光可谓单色性和准直性都已经很好了,但是照射到月球上形成的光斑直径也会超过两公里。 两面镜子夹一束光在实际上还是有应用的,比如激光器发射激光就是用两面调校好的互相平行并且和光线垂直的平面镜,其中一面镜子为半反射半透镜,叫做布儒斯特窗的装置。使激光在两面镜子间来回反射,得到准直性很好的激光。那些准直性差的光子在多次反射之后就被排除出系统了。 24. 电磁铁通电瞬间就会产生磁场? 回答:电磁铁的线路里有了电流才有磁场。大致可以用B=μNI计算,μ是磁导率N是线圈匝数I是电流。 电磁铁通电时开始产生磁场,其磁通量增大,所以在线圈里会产生一个自感电动势以阻碍磁通增大。直到电流增大到某一固定值,整个线圈的磁通量不变了,才形成稳定的磁场。 电磁铁通电后磁场由0开始增长,逐渐达到稳定值。 同理电磁铁如果突然断电,磁场也不会马上消失,而是持续一段时间。 追问 持续时间的计算如何表示(最好举个例子) 回答 大哥,要说计算你可难到我了,这么多年公式早忘光了。日光灯管就是根据自感的原理启动的。还有发射电磁波的LC振荡回路也是基于以上原理。 25. 一个长为10m的梯子斜靠在墙上,梯子的底端距墙底6m,若梯子底端水平向外滑1m,梯子的顶端下滑多少米?如果梯子顶端向下滑动的距离等于底端向外滑动的距离,那么滑动的距离是多少米? 回答:这个简单用勾股定理就可以得到。 起初梯子靠在墙上的高度设为H,有H*H+6*6=10*10,所以H=8, 滑动后高度设为h,有h*h+7*7=10*10,所以h=根号51=7.1414,两者相减就是下滑距离。 第二个问题就设下滑的距离为d,有(8-d)^2+(6+d)^2=100,解这个方程可得d=2,另一个根d=0舍去。 26. 如果有摩擦力一类的力做功,安培力做功数值上还等于焦耳热吗 问题补充: 嗯。。。我说的是在导体切割磁感线那方面的~ 回答:比如电动机里面,电流做功肯定是UI,因为线圈有电阻所以还会产生焦耳热I^2R,但是I^2R小于UI,两者的差值就是电磁力做的功,表现为电动机输出的动能。 追问 嗯。。。我说的是在导体切割磁感线那方面的~ 回答 电流做功和焦耳热相等的只能是在电炉子,白炽灯,电阻这样的电能完全转化为热能的电器里面。白炽灯是电能转化为热能,然后热能转化为光能。 追问 电磁感应那方面呢。。。就是感应电动势那种~ 回答 只要有其它形式的能量转化,都不可能相等。 追问 其实我也这么觉得,但一道高考题里貌似是这么认为的~~ 27. 在三角形ABC中,角A=30度,AB=4cm,BC=3cm.具备上述条件的三角形可以做多少个?她们一定全都能吗? 回答:当角A小于90度,可以作两个,大于等于90度,只有一个。 你可以作图解决,方法是:先划出AB,再过A点作一个小于90度的角,角的边可以稍微画长一点,过B点作刚作出的直线的垂线,垂线的长度肯定小于3,那么在垂足的两边各能找到一个点,满足BC=3。 明显这两个三角形不可能全等。 证明三角形全等需要两边夹一角,而边边角是不能保证全等的,除非这个角大于等于90度。 28. 如图所示,某一弹簧秤外壳的质量为m,弹簧及与弹簧相连的挂钩质量忽略不计,将其放在水平面上.现用两水平拉力F1、F2分别作用在与弹簧相连的挂钩和与外壳相连的提环上,则关于弹簧秤的示数,下列说法正确的是          (    )        A.只有F1>F2时,示数才为F1        B.只有F1<F2时,示数才为F2        C.不论F1、F2关系如何,示数均为F1        D.不论F1、F2关系如何,示数均为F2 回答:应该是选C,考虑一个极限情况,F1=0的情况,无论F2有多大,都不可能有读数,所以读数只和F1有关。 29. 为什么静摩擦力与弹力不成正比 假设如果施加压力越大不是越难将它移动不是静摩擦力更大了吗 回答:应该说最大静摩擦力和压力成正比,如果推力达不到最大静摩擦力,物体就不会被推动显然静摩擦力等于推力。 30. 高压锅的排气孔的直径为0.3cm 限压阀的质量为0.1kg 横截面的直径为2cm 大气压强为10^5Pa (1)此锅最大气压 (2)若压强每增加3.6kPa 水的沸点相应就会升高1℃ 此锅水温最高能够达到多 回答:限压阀的横截面积在这里是个骗人的数据,没有用。 用限压阀的重量(是重量不是质量)除以排气孔的面积,就是锅内的表压,加上大气压强就是锅内的绝对压强。 标准大气压下水的沸点是100℃,用国内的表压除以3.6Kpa,就是增加的温度,加上100就是锅内能达到的最高温度。 31. 如何用无刻度的烧杯,天平配砝码和水测牛奶的密度(无量筒) 回答:拿两个烧杯一个装满水,一个装满牛奶。分别到天平上称重,求出质量比。因为烧杯的体积一样所以他们的质量比就等于密度比,而水的密度已知,就可以求出牛奶密度。 32. 举例说明电子具有波动性,为什么电子显像管中电子却能正确地进行扫描? (假设显像管中速电压为1000v) 回答:电子绕原子核的运动可以说明其波动性,电子在核外的运动并不是经典意义上的圆周运动,而是表现为电子云的形式,在有些地方出现的概率大一点,有些地方小。另外电子的衍射实验也可以说明其波动性,不过要有到晶体利用晶体的晶格才能观察到其衍射。 晶格的尺寸在10^-10m左右,这也说明电子波的波长很短,电子波也不是电磁波等经典意义上的波,而是一种概率波。 就你举的电子显像管的例子,你可以用以下方式计算出电子波的波长。首先电子的能量E=eU,其中e是电子的电量。然后P^2=2mE,其中P为电子动量,m为电子质量,由此可以计算出电子动量。再根据德布罗意公式h/λ=P,其中h为普朗克常量,λ为电子波长。 由以上关系式可见动量越小,电子波长越小。电子通过1000伏的电场获得的能量是很小的,所以其电子波的波长也微不足道,在显像管里更明显的是表现出粒子性。 33. 跪求高2物理高手刚学的很乱啊,答得好加分,感谢万分 (1)巨大的云层中积累的电荷量可达几百库伦,会不会把地上的东西吸上去呢? (2)为什么正电场的电场线是终止于无限远的,那不是任何东西都受到他的静电力了吗?可是这明显和现实不符啊? (3)凡是与能量有关的物理量都是矢量,对吗?那能量是不是也有方向呢? (4)是不是所有的势能的单位都是一样的啊。 (5)为什么能用比值来定义物理量呢,原理是什么呢? (6)电势的单位是和电压的单位一样吗,有什么联系的吗? (7)为什么说沿着电场线的方向电势逐渐降低呢,电势能和场强也是吗,是不是不分场源的电性的,为什么呢? (8)两个不同的电场可以比较电势能、电势和场强吗?如果可以怎样比较呢? (9)电势和电势能表示的物理意义有什么不同啊,他们各是用来做什么的呢? (10)为什么静电力做的功与移动路径无关就说电荷在电场中具有势能呢? 回答:1.不会的,云层一般距离地面一两千米,距离太远静电力已经很弱了。 2.提法没错,但不见得和实际不符。点电荷产生的电场和距离的平方成反比,实际上不用到无穷远,就几米十几米的距离其效果已经很不明显了。 3.能量是标量,没有方向的。动量才是矢量。 4.势能既然是能量,肯定具有能量的量纲。如果都采取国际单位制,其单位是一样的。如果是非标单位,也可以通过一定的关系换算。 5.物理公式揭示的是几个物理量之间的关系,也不一定非是比值关系啊。 6.两者单位是一样的,电压是通俗说法,学名叫电势差。 7.这跟电荷性质的规定,以及电场线方向的规定有关。人们最早发现有两种电荷,即丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷,和毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷。当时人为规定玻璃棒为正点,橡胶棒带负电,一直沿用到现在,后来发现电子带的电和毛皮摩擦过的橡胶棒相同,所以电子带负电。后来发现电场后,又规定正电荷电场线的方向是背向正电荷向外。如果当时由你发现电场,你也完全可以作相反的规定。那么现在的提法就是沿电场线的方向电势增加了。 场强则不是,电场线密集的地方电场越强,和电场线的方向无关。场强是矢量,即使负电荷周围的场强为负,也不能说明它的场强就比正电荷周围小,负号只是说明它的方向。 8.电势能和电势的大小是人为规定的,比如一般规定大地的电势为0,如果根据实际需要你觉得规定为100也没关系,所以单独讨论电势没有意义,只有你规定了某一个点的电势,其它点的电势才有意义,电势能也是一样,实际上人们更在乎的是电势差和势能差。 不同的场源是可以比较电场强度和电势差的。比较电场可以用一个已知电量和电荷的检验电荷放到电场中,测定其受力进行比较。比较两点之间的电势差则将检验电荷从电场中的一点移动到另一点,考察电力所做的功,就可以比较。 9.场强是从受力方向描述电场,电势是从能量的角度描述电场。电势有时也叫电位,电势能也叫电位能。要知道他们之间的区别和联系,打个比方你想想一下两个人一个60公斤,一个120公斤,同时站在同一高度,因为他们所占的高度相同所以他们的势是一样的,但是两者质量不一样,所以肯定是120公斤的人的势能大。如果他们一起往下跳,然后砸在地面,显然后者对地面的破坏性也大。我这是拿重力势能和电势能做比较,因为重力场和电场都是保守场,这样的比较是没有问题的。 10.人们规定做功和移动路径无关而只与物体的始末位置有关的场叫做保守场,因为保守场的特性,所以物体在保守场中的位置就很重要了。如果规定一个势能零点,其它各点也就有了确定的势能值。 看来你的物理学得还真不咋样啊,呵呵。 34. 导体达到静电平衡时,导体内部电场强度处处为零,为什么又说此时导体的感应电荷在导体内部产生的电场不等于零? 回答:静电平衡时导体内的场强处处为零没错,但这是两部分场强叠加的结果。即场源电场+感应电场=0。 35. 如图所示,三只完全相同的水槽中均装满水,其中乙的上方浮有一空心铜球,丙中悬浮着一空心铁球,则三个水槽的总重力G甲、G乙、G丙的大小关系是 回答:相等,根据物体受到的浮力等于其排出的水的重力这一原理可以推证。 36. 关于温度、热量与内能,下列说法正确的是: A.0℃的物体内能为0 B.物体温度越低,所含热量越少 C.两个物体温度相同,它们之间不会发生热传递 D.物体放出热量,物体温度一定会降低 回答:答案C 热量物体之间发生热传递时吸收和放出的能量,温度是物体冷热程度的量度,不能说温度越高所含热量越多。 物体放出热量,温度也不一定降低。举个例子,电炉子通电后一直向外放热,但她的温度就不降低,因为还有电流对它做功。 37. 动量的增量和动能的增量有什么区别啊 回答:Ft=ΔP FS=ΔE 动量的增量等于冲量,动能的增量等于外力所做的功。从上面的关系式可以看出,冲量是力的作用在时间上的积累,而做功是力的作用在空间上的积累。 38. 在半径为R的钢杆上套上拉紧的薄橡皮环.环的张力为T.求需要施加多大的力才能使环沿杆运动?施加的力沿环均匀分布,在钢与橡皮界面处摩擦因数为μ. 回答:需要的力为2πμT。 解这个问题需要用到求极限的算法,方法如下: 取橡皮环上很小的一段弧,其对应的圆心角为θ,根据橡皮环的张力为T,可以计算出这两个张力的合力,也就是这段弧对钢杆的压力N=2Tcos(π/2-θ/2)=2Tsin(θ/2),于是要推动这段弧需要的力,也就是弧受到的摩擦力f=2μTsin(θ/2)。 推动圆环的力,就是这些摩擦力的和。从上面的分析可知,整段圆环一共可以分为2π/θ个小的圆弧,所以总的摩擦力F=2μTsin(θ/2)*2π/θ,稍微整理一下可以得到F=2πμTsin(θ/2)/(θ/2)。 现在解决这个问题的关键就是看sin(θ/2)/(θ/2)的值是多少,这就需要求极限了,注意到若θ取得越小,也就是说把圆环分成的小段越多,计算的值越精确。如果我们把圆环分成无穷多段,那么每一段的θ就趋于0,也就是θ/2趋于0。于是问题就简单了,利用极限公式当θ趋于0时,lim(sinθ)/θ=1,可以很轻易的得到当θ/2趋于0时,(sinθ/2)/(θ/2)的极限也等于1,所以总的摩擦力为2πμT。 另外很容易想到的办法是下面一种: 钢杆上每一点都受到橡皮环的压力,受力是对称的,所以合压力为0,所以摩擦力为0。 这方法显然是错的。但是别忙, 如果将橡皮环沿着直径剖开,因为其张力为T所以半边环对钢杆的压力为2T,相应的这半边环必须受到2μT的推力才能滑动,考察另半边环也是这样,所以对整个环就是4μT。 很遗憾这还是错误的解法。 如果把环平均分成四分,你又会等到另一个答案。 八份,答案又不一样。 为什么会这样呢?因为橡皮环上每一点都有一个很小的压力作用于钢杆正是这个很小的压力产生的摩擦力,所有点的摩擦力方向都是相同的,不会相互抵销。而压力不一样,这些压力产生的效果是会相互抵消的。 比如半边环对钢杆的合压力为2T,方向向左,另半边环对钢杆的合压力也为2T方向向右,所以摩擦力应该为0,显然和事实不相吻合。 但分的份数越多答案越接近2πμT,当分的份数为无穷分时,就是2πμT了。 39. 将一块不带电的金属板B,平行放置在一块已带正电荷Q的金属板A附近,若两板面积均为S,两板之间距离为d,忽略边缘效应,当B不接地时,两半间的电势差为?,若B接地,两板间的电势差为? 两个空,我想不明白。求大神解答~ 另外就是无限大面积附近的电场场强和导体的附近的电场场强为什么差两倍我也不怎么明白,求解答~ 回答:因为接地之后B板的电荷分布改变了,所以板间的电场强度也就改变了,而电势差U=Ed,板间距没变,但是电场强度改变了,所以电势差也变化了。 在没接地的情况,B板上两面会感生出等量的正负电荷,也就是说靠近A版一面带负电,远离A的一面带正电。其板间电场强度是A板两面所带电荷产生的电场和B板两面的电荷产生的电场的叠加。接地后B板背面的正电荷被导入地下,所以其背面不带电荷,板间电场就是由A的两面和B的一面所带电荷产生的电场的叠加。 最后一个问题,考虑未接地前板间的电场肯定是从A指向B的,而B的背面的电荷产生的电场在板间则是B指向A的,这会削弱板间电场。接地后因为B背面的电荷没了,这种削弱也没有了,所以后者板间电场是前者的两倍。 另外平面金属板的电场公式是E=Q/εS=σ/S,你可以根据公式和导体的静电平衡条件和高斯定理自己推导一下这个题的答案。思路为用假设四个面的电荷密度分别为σ1,σ2,σ3,σ4。σ1+σ2=Q/S,σ3+σ4=0,再利用高斯定理和静电平衡条件列出另外两个方程,就可以解出各个面上的面电荷密度,然后用公式E=Q/εS=σ/S和电场叠加原理就可以求解了。 接地前板间为Q/2εS,接地后为Q/εS。 40. 在密度为p的液体中沿竖直方向放置一个高为h,底边长为a的三角形平板,板的上边缘与水面相齐,求此板面所受液体压强的大小(不考虑大气压)为什么是1/6 pgah^2?谢谢! 回答:当三角形是正放在水中 考虑深度为y处三角形的底边为ay/h 以此为底边,取一高度为dy的薄片,其面积为aydy/h 受到水的压力为ρgy*aydy/h=ρgay^2dy/h 对该式进行积分∫ρgay^2dy/h,积分范围是0到h,y为积分变量。 计算出来的结果是ρgah^2*(1/3)。 当三角形倒放在水中 考虑深度为y处三角形的底边为h-ay/h 以此为底边,取一高度为dy的薄片,其面积为hdy-aydy/h 受到水的压力为ρgy*(hdy-aydy/h)=ρghydy-ρgay^2dy/h 对该式进行积分∫ρghydy-ρgay^2dy/h,积分范围是0到h,y为积分变量。 计算出来的结果是ρgah^2*(1/2)-ρgah^2*(1/3)=ρgah^2*(1/6)。 41. 如图18所示,从阴极K发射的热电子,通过加速电压后,垂直射入宽为L=30cm的匀强磁场中。 已知加速电压为U=1.25×104V,磁感应强度B=5×10-4T,求: (1)电子在磁场中的加速度大小? (2)电子离开磁场时,偏离原方向的距离d及偏转角α各是多少?  (3)若想使偏转角α=π,则加速电场U=? 回答:1.根据如下公式E=eU,这是电子在加速电场中获得的能量,实际上也是电子的动能;所以又有E=1/2mv^2;P^2=2mE,p代表电子动量;v^2/R=a;电子在磁场中做圆周运动的半径R=mv/eB。 对于公式R=mv/eB,变换一下可以得到v/R=eB/m;两边平方(v/R)^2=(eB/m)^2 于是有a=v^2/R=R(eB/m)^2,又因为R=mv/eB,所以a=sqr(2mE) eB/m*m。aqr表示开平方。 知道了题设的条件,再查出电子电量e和电子质量m,就可以求出在磁场中的加速度。 2.电子在磁场中做圆周运动,在入口处,半径的方向垂直于速度的方向向下,也就是在磁场边界的方向,在出口处垂直于速度方向作一条直线和磁场的左边界相交,这就是出口处的半径。再从出射点作一条直线垂直于磁场左边界。于是作的两条直线和磁场左边界就构成一个三角形。两条半径线的夹角就是电子的偏转角,所以sinα=L/R,R可以用R=mv/eB计算出来,所以偏转角就出来了。偏转距离很简单d=R-Rcosα。 3.这个问题就简单了要使偏转角等于π,就是说电子一定不能射出磁场,也就是说电子做圆周运动的半径最大只能是L,由L=mv/eB,E=eU;P^2=2mE,就可以求出加速电场的电压。 42. 线圈沿垂直磁场方向平动过程中,有2条边切割磁力线产生电动势,为什么大小相等方向相反,最后电动势为0 回答:电流和电动势都是标量不是矢量,但是这两个标量同时又有方向,不过他们的方向和矢量的方向的意义不一样。电流和电动势的方向只是表示他们沿着回路绕行的方向。 在你提到的问题中,切割磁感线的两条边,他们的运动方向一致,所以在外界看来他们的大小和朝向是一致的。但是连成回路组成一个线圈情况就不同了,你可以规定回路的方向,如你规定顺时针方向为回路的正方向,那么必然有一个电动势和规定的方向一致,就说他是正的;另一个电动势必然和回路的方向相反,就说他是负的。如果规定的方向为逆时针方向,也有相同的结果。 问题中所说大小相等方向相反,就是以线圈回路而言。对整个回路来说总的电动势为0。 43. 最近看到一座砖房被雷电打了一个大洞,让我改变了对雷电的看法,求解释。 之前一直以为雷电是通过强电流使物体焚烧损坏,或者是电流效应杀死生物,但是这个现象证明了雷电可以像实物一样产生机械打击作用,这就让我百思不得其解,回想一下,雷电的确可以在燃烧之前劈断树木。 很多现象说明雷电的确有机械打击效应,但是雷电不就是强电流吗,怎么会这样? 求准确的物理解释。 回答:想象一下你为什么会听到雷声。 一次闪电时间很短,但是电流极大。闪电的能量绝大部分转化为焦耳热,只有极少部分变为光和电磁辐射。 因为闪电的能量极大,所以一次闪电可以将闪电通道上的气体加热到30000K,太阳表面才6000K呢。如此的高温完全足以将闪电通道上的气体变为等离子体。30000K的等离子体相应的具有很大的压强。这样的高温高压足以将通道上的任何物体摧毁。 高压的等离子体迅速向外扩散,因而形成激波,在几米之外这激波减弱为声波脉冲,传到耳朵里就是雷声。 闪电通常距我们几公里远,这时听到的雷声还相当刺耳,那么可以想见在闪电通道周围几米的地方,激波的能量和破坏性有多大。 另外某些闪电确实也表现为电磁现象,不知你有没有看过《梦溪笔谈》,沈括在他的著作里就记载了一次奇怪的闪电现象。有一户人家发现有一团雷火进入室内,于是家人纷纷出来躲避,大家都以为屋里的东西肯定被烧毁了。可是雷火停了之后进去一看,屋里完好无损,只有墙壁上有些黑迹。出人意料的是藏在柜子里的银子被融化了,但柜子完好;有一把宝刀也融化在刀鞘里面,但刀鞘完好。 当时沈括感到很不可思议,于是把它忠实的记载了下来,这些现象在现代确实是可以解释的。 44. 下列关于温度,内能,热量的说法中,正确的是 A;武器温度越高,它的热量就越多 B 要使物体内能增加,一定要吸收热量 C 要使物体内能增加,一定要对物体做功 D 物体温度升高,他的内能增加 解释出来,还有理由 回答:A.温度和热量是两个不同的概念,温度表示物体的冷热程度,与分子的平均动能有关;热量是再有热能传递过程中,传递能量多少的量度。不能说温度越高热量越多。 B.吸收热量可以是物体内能增加,但这不是充分条件,根据热力学第一定律,还可以通过对系统做功使其内能增加,压缩机就是这样的例子,摩擦生热也是。 C.道理跟B一样,做功也只是充分条件,不是必要条件。 D.正确,温度升高,分子的平均动能增大,内能增加。 45. 静电场的环量定律,有谁会证明吗,用数学方法,分不多了,求别嫌弃 回答:证明这个定律,要用到静电场保守性定律,即在静电场中电场的线积分和积分路径无关,只与起始点有关。 现在开始证明 你可以随意画一个闭合的环路,在环路上任意取两点P1和P2,这样环路就被分为L1和L2两部分。 整个环路的积分可以写成L1和L2两部分线积分的和。 现在先看L1的积分,可以写成∫(P1)(P2)Edr,其中(P1)写在前面代表积分的下标,(P2)写在前面代表积分的上标,E和dr之间还有一个点,代表两个矢量的点乘,我打不出来,就省略掉。 L2的积分可以写成∫(P2)(P1)Edr,如果把L2的积分的上下标调换一下,根据定积分的性质有∫(P2)(P1)Edr=-∫(P1)(P2)Edr。 于是两部分相加等于0,得证。 追问 似乎挑不出毛病,这种说理就能说明白的问题非要用数学方法证明最纠结了 回答 数学方法不过是使结果更加严谨罢了 46. 如图所示,在y>0的空间中存在匀强电场,场强沿y轴负方向,在y<0的空间中存在匀强磁场,磁场方向垂直xOy平面(纸面)向外,一电量为q、质量为m的带正电的运动粒子,经过y轴上y=h处的点P1时速度为v0,方向沿x轴正方向,然后,经过x轴上x=2h处的P2点进入磁场,并经过y轴上y=-2h的P3点,不计重力,求: 1.电场强度的大小 2.粒子到达P2时速度的大小和方向 3.磁感应强度的大小 回答:1.粒子在第一象限的运动可以和水平抛体运动做对比,这里不计粒子的重力,粒子在竖直方向只受到电场力的作用,它的加速度也在这个方向。将粒子的运动分解一下,在水平方向它作匀速直线运动,竖直方向作加速度a=Eq/m的匀加速运动,到P2点水平方向运动的距离为2h=v0t,由此可以解出运动时间t=2h/v0,再看竖直方向上的运动h=1/2at^2,带入前面的两个式子,可以解出E=mv0^2/2qh。 2.进入磁场的速度是水平方向和竖直方向速度的矢量和,水平方向速度大小为v0,竖直方向为at=v0^2/2h,方向沿y舟负方向,作出速度三角形,求出合速度的大小。速度方向与水平方向的夹角设为θ,则其正切tanθ=vy/vx。 3.要求出磁场强度关键要求出粒子做圆周运动的偏转半径R,这需要用到几何的办法。 连接P2,P3两点,就是这段弧的弦,因为OP2,OP3两段距离相等,都为2h,这样就可以计算出P2P3的长度。 作合速度v的垂线,垂线的方向就是圆周运动半径的方向,但是圆心在哪儿呢?根据几何学的知识,圆心一定在弦P2P3的中垂线上,也就是速度v的垂线和弦P2P3的中垂线的交点。而且可以推出半径和弦P2P3的夹角也等于θ,这时cosθ=1/2(P2P3)/R=(P2P3)/2R,因为已知P2P3的长度和夹角θ,可以求出半径R,又因为在磁场中运动R=mv/qB,所以B=mv/qR。 47. 如图,MN为两块带等量异种电荷的平行金属板,两板间电压可取从零到某一最大值之间的各种数值,静止的带电粒子带电量为+q,质量为m,不计重力,从点P经电场加速后,从小孔Q进入N板右侧的匀强磁场区域,磁感应强度的大小为B,方向垂直于纸面向外,CD为磁场边界上的一绝缘板,它与N板的夹角为a=45°,孔Q到板的下端C的距离为L,当MN两板间电压取最大值时,粒子恰垂直打在CD板上,求: 1.两板间电压的最大值Um 2.CD板上可能被粒子打中的区域的长度x 回答:先分析粒子在
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