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2017年北京市培养单位化学研究所617普通物理(甲)考研导师圈点必考题汇编

  摘要

一、计算题

1. 白光垂直照射到玻璃表面的油膜

【答案】已知

上,发现反射的可见光中只有

两种波

长成分消失,试确定油膜的厚度及干涉级次。

等倾干涉的暗纹条件为

依题意可得

故有

因为

均为整数,故的最小值为2, 此时

对应的膜厚为

2. 飞行物自地面以匀速

向上空垂直飞行。在地面离飞行物起飞点相距L 处发射一枚导弹,导

每一瞬时导弹均指向飞行物运动。

弹与飞行物同时发射。导弹的速率为常值,且

(1)试求导弹的飞行轨迹。

(2)试问:导弹经多长时间击中飞行物?

【答案】(1)设平面直角坐标Oxy 如图所示,取导弹发射点为坐标原点O , 则飞行物就从与原点相距L 处垂直上飞,O 点和L 点均在地面上。

,飞行物的位置用在任意时刻t ,导弹位于P 点,其坐标为x (t )和y (t )导弹和飞行物的连线与导弹轨迹在P 点相切,即

式中,dx 和dy 分别是ds 在x 轴和y 轴的投影,ds 是导弹从t 时刻到t+dt时刻经过的距离。

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表示t 时刻

如图所示,有几何关系

式(1)对x 求导,得

在dt 时间内飞行物上升的高度为

在dt 时间内导弹飞行的距离为

将式(3)〜式(5)三式结合,得

,得

代入式(2)

式(6)就是导弹轨迹所满足的微分方程,解此方程可以得出导弹的轨迹方程。为方便起见,令

式(6)简化为

分离变量,得

积分,得

初始条件为

,得出积分常量为代入式(7)故得

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解出

故得

积分,得

初始条件为

t=0 时,x=0, y=0

故积分常量为

,得出导弹的轨迹方程为

代入式(8)

式中

(2)导弹击中飞行物时,x=L,代入导弹的轨迹方程,得出击中时导弹(即飞行物)的高度为

飞行物到达上述高度所需的时间为

此即导弹击中飞行物所需的飞行时间。

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