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圖9-7-4表示兩個單擺mM懸掛到一根鋼絲上,原來它們都靜止.今使m偏離平衡位置一個小角度,釋放后m做簡諧運動的方向在垂直于紙面的豎直平面里.對M此后的運動情況,下列說法正確的是

A.M仍靜止

B.M將做受迫振動,周期為2π

C.M將做受迫振動,周期為2π

D.M能發(fā)生共振

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(1)使用打點計時器來分析物體運動情況的實驗中:有如下基本步驟:
A、把打點計時器固定在桌子上          B、安好紙帶
C、松開紙帶讓物體帶著紙帶運動        D、接通低壓交流電源
E、取下紙帶                          F、斷開開關
這些步驟正確的排列順序為
ABDCFE
ABDCFE

(2)用打點計時器記錄了被小車拖動的紙帶的運動情況,在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共7個計數點.其相鄰點間的距離如圖所示,每兩個相鄰的計數點之間還有4個打印點未畫出.
①試根據紙帶上各個計數點間的距離,計算出打下B、C、D、E、F五個點時小車的瞬時速度,并將各個速度值填入下表要求保留3位有效數字.

②將B、C、D、E、F各個時刻的瞬時速度標在直角坐標系中,并畫出小車的瞬時速度隨時間變化的關系圖線.

③由所畫速度-時間圖象求出小車加速度為
0.80
0.80
m/s2
(2)某同學和你一起探究彈力和彈簧伸長的關系,并測彈簧的勁度系數k.做法是先將待測彈簧的一端固定在鐵架臺上,然后將最小刻度是毫米的刻度尺豎直放在彈簧一側,并使彈簧另一端的指針恰好落在刻度尺上.當彈簧自然下垂時,指針指示的刻度數值記作x0,彈簧下端掛一個20g的砝碼時,指針指示的刻度數值記作x1;彈簧下端掛兩個20g的砝碼時,指針指示的刻度數值記作x2;…;掛七個20g的砝碼時,指針指示的刻度數值記作x2
①下表記錄的是該同學已測出的6個值,其中有兩個數值在記錄時有誤,它們的代表符號分別是
x1
x1
x4
x4

測量記錄表:
代表符號 x0 x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7
刻度數值/cm 0.85 1.7 2.55 4.3 5.10 6.00

②實驗中,x3和x7兩個值還沒有測定,請你根據上圖將這兩個測量值填入記錄表中.

③為充分利用測量數據,該同學將所測得的數值按如下方法逐一求差,分別計算出了三個差值:d1=x4-x0=3.45 cm,d2=x5-x1=3.40 cm,d3=x6-x2=3.45 cm.
請你給出第四個差值:d4=
x7-x3
x7-x3
=
3.45
3.45
cm.
④根據以上差值,可以求出每增加20g砝碼的彈簧平均伸長量△x.△x用d1、d2、d3、d4
表示的式子為:△x=
d1+d2+d3+d4
4
d1+d2+d3+d4
4

代入數據解得△x=
3.44
3.44
cm.
⑤計算彈簧的勁度系數k=
22.8
22.8
N/m.(g取9.8m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

(1)使用打點計時器來分析物體運動情況的實驗中:有如下基本步驟:
A、把打點計時器固定在桌子上     B、安好紙帶
C、松開紙帶讓物體帶著紙帶運動    D、接通低壓交流電源
E、取下紙帶             F、斷開開關
這些步驟正確的排列順序為______.
(2)用打點計時器記錄了被小車拖動的紙帶的運動情況,在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共7個計數點.其相鄰點間的距離如圖所示,每兩個相鄰的計數點之間還有4個打印點未畫出.
①試根據紙帶上各個計數點間的距離,計算出打下B、C、D、E、F五個點時小車的瞬時速度,并將各個速度值填入下表要求保留3位有效數字.

②將B、C、D、E、F各個時刻的瞬時速度標在直角坐標系中,并畫出小車的瞬時速度隨時間變化的關系圖線.

③由所畫速度-時間圖象求出小車加速度為______m/s2
(2)某同學和你一起探究彈力和彈簧伸長的關系,并測彈簧的勁度系數k.做法是先將待測彈簧的一端固定在鐵架臺上,然后將最小刻度是毫米的刻度尺豎直放在彈簧一側,并使彈簧另一端的指針恰好落在刻度尺上.當彈簧自然下垂時,指針指示的刻度數值記作x0,彈簧下端掛一個20g的砝碼時,指針指示的刻度數值記作x1;彈簧下端掛兩個20g的砝碼時,指針指示的刻度數值記作x2;…;掛七個20g的砝碼時,指針指示的刻度數值記作x2
①下表記錄的是該同學已測出的6個值,其中有兩個數值在記錄時有誤,它們的代表符號分別是______和______.
測量記錄表:
代表符號x0x1x2x3x4x5x6x7
刻度數值/cm0.851.72.554.35.106.00

②實驗中,x3和x7兩個值還沒有測定,請你根據上圖將這兩個測量值填入記錄表中.

③為充分利用測量數據,該同學將所測得的數值按如下方法逐一求差,分別計算出了三個差值:d1=x4-x0=3.45 cm,d2=x5-x1=3.40 cm,d3=x6-x2=3.45 cm.
請你給出第四個差值:d4=______=______cm.
④根據以上差值,可以求出每增加20g砝碼的彈簧平均伸長量△x.△x用d1、d2、d3、d4
表示的式子為:△x=______,
代入數據解得△x=______cm.
⑤計算彈簧的勁度系數k=______N/m.(g取9.8m/s2

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科目:高中物理 來源:2010-2011學年河北省廊坊一中高一(下)第一次月考物理試卷(解析版) 題型:解答題

(1)使用打點計時器來分析物體運動情況的實驗中:有如下基本步驟:
A、把打點計時器固定在桌子上          B、安好紙帶
C、松開紙帶讓物體帶著紙帶運動        D、接通低壓交流電源
E、取下紙帶                          F、斷開開關
這些步驟正確的排列順序為______.
(2)用打點計時器記錄了被小車拖動的紙帶的運動情況,在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共7個計數點.其相鄰點間的距離如圖所示,每兩個相鄰的計數點之間還有4個打印點未畫出.
①試根據紙帶上各個計數點間的距離,計算出打下B、C、D、E、F五個點時小車的瞬時速度,并將各個速度值填入下表要求保留3位有效數字.

②將B、C、D、E、F各個時刻的瞬時速度標在直角坐標系中,并畫出小車的瞬時速度隨時間變化的關系圖線.

③由所畫速度-時間圖象求出小車加速度為______m/s2
(2)某同學和你一起探究彈力和彈簧伸長的關系,并測彈簧的勁度系數k.做法是先將待測彈簧的一端固定在鐵架臺上,然后將最小刻度是毫米的刻度尺豎直放在彈簧一側,并使彈簧另一端的指針恰好落在刻度尺上.當彈簧自然下垂時,指針指示的刻度數值記作x,彈簧下端掛一個20g的砝碼時,指針指示的刻度數值記作x1;彈簧下端掛兩個20g的砝碼時,指針指示的刻度數值記作x2;…;掛七個20g的砝碼時,指針指示的刻度數值記作x2
①下表記錄的是該同學已測出的6個值,其中有兩個數值在記錄時有誤,它們的代表符號分別是______和______.
測量記錄表:
代表符號xx1x2x3x4x5x6x7
刻度數值/cm0.851.72.554.35.106.00

②實驗中,x3和x7兩個值還沒有測定,請你根據上圖將這兩個測量值填入記錄表中.

③為充分利用測量數據,該同學將所測得的數值按如下方法逐一求差,分別計算出了三個差值:d1=x4-x=3.45 cm,d2=x5-x1=3.40 cm,d3=x6-x2=3.45 cm.
請你給出第四個差值:d4=______=______cm.
④根據以上差值,可以求出每增加20g砝碼的彈簧平均伸長量△x.△x用d1、d2、d3、d4
表示的式子為:△x=______,
代入數據解得△x=______cm.
⑤計算彈簧的勁度系數k=______N/m.(g取9.8m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

第十部分 磁場

第一講 基本知識介紹

《磁場》部分在奧賽考剛中的考點很少,和高考要求的區(qū)別不是很大,只是在兩處有深化:a、電流的磁場引進定量計算;b、對帶電粒子在復合場中的運動進行了更深入的分析。

一、磁場與安培力

1、磁場

a、永磁體、電流磁場→磁現象的電本質

b、磁感強度、磁通量

c、穩(wěn)恒電流的磁場

*畢奧-薩伐爾定律(Biot-Savart law):對于電流強度為I 、長度為dI的導體元段,在距離為r的點激發(fā)的“元磁感應強度”為dB 。矢量式d= k,(d表示導體元段的方向沿電流的方向、為導體元段到考查點的方向矢量);或用大小關系式dB = k結合安培定則尋求方向亦可。其中 k = 1.0×10?7N/A2 。應用畢薩定律再結合矢量疊加原理,可以求解任何形狀導線在任何位置激發(fā)的磁感強度。

畢薩定律應用在“無限長”直導線的結論:B = 2k ;

*畢薩定律應用在環(huán)形電流垂直中心軸線上的結論:B = 2πkI ;

*畢薩定律應用在“無限長”螺線管內部的結論:B = 2πknI 。其中n為單位長度螺線管的匝數。

2、安培力

a、對直導體,矢量式為 = I;或表達為大小關系式 F = BILsinθ再結合“左手定則”解決方向問題(θ為B與L的夾角)。

b、彎曲導體的安培力

⑴整體合力

折線導體所受安培力的合力等于連接始末端連線導體(電流不變)的的安培力。

證明:參照圖9-1,令MN段導體的安培力F1與NO段導體的安培力F2的合力為F,則F的大小為

F = 

  = BI

  = BI

關于F的方向,由于ΔFF2P∽ΔMNO,可以證明圖9-1中的兩個灰色三角形相似,這也就證明了F是垂直MO的,再由于ΔPMO是等腰三角形(這個證明很容易),故F在MO上的垂足就是MO的中點了。

證畢。

由于連續(xù)彎曲的導體可以看成是無窮多元段直線導體的折合,所以,關于折線導體整體合力的結論也適用于彎曲導體。(說明:這個結論只適用于勻強磁場。)

⑵導體的內張力

彎曲導體在平衡或加速的情形下,均會出現內張力,具體分析時,可將導體在被考查點切斷,再將被切斷的某一部分隔離,列平衡方程或動力學方程求解。

c、勻強磁場對線圈的轉矩

如圖9-2所示,當一個矩形線圈(線圈面積為S、通以恒定電流I)放入勻強磁場中,且磁場B的方向平行線圈平面時,線圈受安培力將轉動(并自動選擇垂直B的中心軸OO′,因為質心無加速度),此瞬時的力矩為

M = BIS

幾種情形的討論——

⑴增加匝數至N ,則 M = NBIS ;

⑵轉軸平移,結論不變(證明從略);

⑶線圈形狀改變,結論不變(證明從略);

*⑷磁場平行線圈平面相對原磁場方向旋轉α角,則M = BIScosα ,如圖9-3;

證明:當α = 90°時,顯然M = 0 ,而磁場是可以分解的,只有垂直轉軸的的分量Bcosα才能產生力矩…

⑸磁場B垂直O(jiān)O′軸相對線圈平面旋轉β角,則M = BIScosβ ,如圖9-4。

證明:當β = 90°時,顯然M = 0 ,而磁場是可以分解的,只有平行線圈平面的的分量Bcosβ才能產生力矩…

說明:在默認的情況下,討論線圈的轉矩時,認為線圈的轉軸垂直磁場。如果沒有人為設定,而是讓安培力自行選定轉軸,這時的力矩稱為力偶矩。

二、洛侖茲力

1、概念與規(guī)律

a、 = q,或展開為f = qvBsinθ再結合左、右手定則確定方向(其中θ為的夾角)。安培力是大量帶電粒子所受洛侖茲力的宏觀體現。

b、能量性質

由于總垂直確定的平面,故總垂直 ,只能起到改變速度方向的作用。結論:洛侖茲力可對帶電粒子形成沖量,卻不可能做功。或:洛侖茲力可使帶電粒子的動量發(fā)生改變卻不能使其動能發(fā)生改變。

問題:安培力可以做功,為什么洛侖茲力不能做功?

解說:應該注意“安培力是大量帶電粒子所受洛侖茲力的宏觀體現”這句話的確切含義——“宏觀體現”和“完全相等”是有區(qū)別的。我們可以分兩種情形看這個問題:(1)導體靜止時,所有粒子的洛侖茲力的合力等于安培力(這個證明從略);(2)導體運動時,粒子參與的是沿導體棒的運動v1和導體運動v2的合運動,其合速度為v ,這時的洛侖茲力f垂直v而安培力垂直導體棒,它們是不可能相等的,只能說安培力是洛侖茲力的分力f1 = qv1B的合力(見圖9-5)。

很顯然,f1的合力(安培力)做正功,而f不做功(或者說f1的正功和f2的負功的代數和為零)。(事實上,由于電子定向移動速率v1在10?5m/s數量級,而v2一般都在10?2m/s數量級以上,致使f1只是f的一個極小分量。)

☆如果從能量的角度看這個問題,當導體棒放在光滑的導軌上時(參看圖9-6),導體棒必獲得動能,這個動能是怎么轉化來的呢?

若先將導體棒卡住,回路中形成穩(wěn)恒的電流,電流的功轉化為回路的焦耳熱。而將導體棒釋放后,導體棒受安培力加速,將形成感應電動勢(反電動勢)。動力學分析可知,導體棒的最后穩(wěn)定狀態(tài)是勻速運動(感應電動勢等于電源電動勢,回路電流為零)。由于達到穩(wěn)定速度前的回路電流是逐漸減小的,故在相同時間內發(fā)的焦耳熱將比導體棒被卡住時少。所以,導體棒動能的增加是以回路焦耳熱的減少為代價的。

2、僅受洛侖茲力的帶電粒子運動

a、時,勻速圓周運動,半徑r =  ,周期T = 

b、成一般夾角θ時,做等螺距螺旋運動,半徑r =  ,螺距d = 

這個結論的證明一般是將分解…(過程從略)。

☆但也有一個問題,如果將分解(成垂直速度分量B2和平行速度分量B1 ,如圖9-7所示),粒子的運動情形似乎就不一樣了——在垂直B2的平面內做圓周運動?

其實,在圖9-7中,B1平行v只是一種暫時的現象,一旦受B2的洛侖茲力作用,v改變方向后就不再平行B1了。當B1施加了洛侖茲力后,粒子的“圓周運動”就無法達成了。(而在分解v的處理中,這種局面是不會出現的。)

3、磁聚焦

a、結構:見圖9-8,K和G分別為陰極和控制極,A為陽極加共軸限制膜片,螺線管提供勻強磁場。

b、原理:由于控制極和共軸膜片的存在,電子進磁場的發(fā)散角極小,即速度和磁場的夾角θ極小,各粒子做螺旋運動時可以認為螺距彼此相等(半徑可以不等),故所有粒子會“聚焦”在熒光屏上的P點。

4、回旋加速器

a、結構&原理(注意加速時間應忽略)

b、磁場與交變電場頻率的關系

因回旋周期T和交變電場周期T′必相等,故 =

c、最大速度 vmax = = 2πRf

5、質譜儀

速度選擇器&粒子圓周運動,和高考要求相同。

第二講 典型例題解析

一、磁場與安培力的計算

【例題1】兩根無限長的平行直導線a、b相距40cm,通過電流的大小都是3.0A,方向相反。試求位于兩根導線之間且在兩導線所在平面內的、與a導線相距10cm的P點的磁感強度。

【解說】這是一個關于畢薩定律的簡單應用。解題過程從略。

【答案】大小為8.0×10?6T ,方向在圖9-9中垂直紙面向外。

【例題2】半徑為R ,通有電流I的圓形線圈,放在磁感強度大小為B 、方向垂直線圈平面的勻強磁場中,求由于安培力而引起的線圈內張力。

【解說】本題有兩種解法。

方法一:隔離一小段弧,對應圓心角θ ,則弧長L = θR 。因為θ 

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