题目
题型:不详难度:来源:
(1)弹簧从水平摆至竖直位置的过程中,其弹力做功为多少?
(2)请通过计算并比较相关物理量,判断小球P、N碰撞后能否在某一时刻具有相同的速度。
(3)若题中各量为变量,在保证小球P、N碰撞后某一时刻具有相同速度的前提下,请推导出r的表达式(要求用B、q、m、θ表示,其中θ为小球N的运动速度与水平方向的夹角)。
答案
解析
(1)设弹簧的弹力做功为W,有:
①
代入数据,得:W=J ②
(2)由题给条件知,N碰后作平抛运动,P所受电场力和重力平衡,P带正电荷。设P、N碰后的速度大小分别为v1和V,并令水平向右为正方向,有: ③
而: ④
若P、N碰后速度同向时,计算可得V<v1,这种碰撞不能实现。P、N碰后瞬时必为反向运动。有: ⑤
P、N速度相同时,N经过的时间为,P经过的时间为。设此时N的速度V1的方向与水平方向的夹角为,有:
⑥
⑦
代入数据,得: ⑧
对小球P,其圆周运动的周期为T,有:
⑨
经计算得:<T,
P经过时,对应的圆心角为,有: ⑩
当B的方向垂直纸面朝外时,P、N的速度相同,如图可知,有:
联立相关方程得:
比较得,,在此情况下,P、N的速度在同一时刻不可能相同。
当B的方向垂直纸面朝里时,P、N的速度相同,同样由图,有:,
同上得:,
比较得,,在此情况下,P、N的速度在同一时刻也不可能相同。
(3)当B的方向垂直纸面朝外时,设在t时刻P、N的速度相同,,
再联立④⑦⑨⑩解得:
当B的方向垂直纸面朝里时,设在t时刻P、N的速度相同,
同理得:,
考虑圆周运动的周期性,有:
(给定的B、q、r、m、等物理量决定n的取值)
核心考点
试题【如图所示,轻弹簧一端连于固定点O,可在竖直平面内自由转动,另一端连接一带电小球P,其质量m=2×10-2 kg,电荷量q="0.2" C.将弹簧拉至水平后,以初】;主要考察你对洛伦兹力等知识点的理解。[详细]
举一反三
A.滑块受到的摩擦力不变 |
B.滑块到地面时的动能与B的大小无关 |
C.滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下 |
D.B很大时,滑块可能静止于斜面上 |
(1)磁感应强度的大小和方向(提示:可考虑沿CM方向运动的离子为研究对象);
(2)离子沿与CM成θ角的直线CN进入磁场,其轨道半径和在磁场中的运动时间;
(3)线段CM的长度.
(1)电子在磁场中运动轨迹的半径R;
(2)电子在磁场中运动的时间t;
(3)圆形磁场区域的半径r。
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