【題目】如圖所示,LMN是豎直平面內(nèi)固定的光滑絕緣軌道,MN水平且足夠長(zhǎng),LM下端與MN相切.在OP與QR之間的區(qū)域內(nèi)有一豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.C、D是質(zhì)量為m和4m的絕緣小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),其中D帶有電荷量q,C不帶電.現(xiàn)將物塊D靜止放置在水平軌道的MO段,將物塊C從離水平軌道MN距離h高的L處由靜止釋放,物塊C沿軌道下滑進(jìn)入水平軌道,然后與D相碰,碰后物體C被反彈滑至斜面 處,物體D進(jìn)入虛線(xiàn)OP右側(cè)的復(fù)合場(chǎng)中繼續(xù)運(yùn)動(dòng),最后從RQ側(cè)飛出復(fù)合場(chǎng)區(qū)域.求:

(1)物塊D進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的瞬時(shí)速度vD;
(2)若物塊D進(jìn)入磁場(chǎng)后恰好做勻速圓周運(yùn)動(dòng),求所加勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的值及物塊D的電性;
(3)若物塊D飛離復(fù)合場(chǎng)區(qū)域時(shí)速度方向與水平夾角為60°,求物塊D飛出QR邊界時(shí)與水平軌道的距離d.

【答案】
(1)解:對(duì)物塊C,根據(jù)動(dòng)能定理有:mgh=

反彈后,有: =mg

得:v1=

CD碰撞時(shí),取向右為正方向,由動(dòng)量守恒定律有:

mv=﹣mv1+4mvD

代入得:vD= =

答:物塊D進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的瞬時(shí)速度vD


(2)解:若物塊D做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則電場(chǎng)力與重力相等,則有:

4mg=qE

得:E=

物塊D所受的電場(chǎng)力方向豎直向上,所以物塊D帶正電

答:若物塊D進(jìn)入磁場(chǎng)后恰好做勻速圓周運(yùn)動(dòng),所加勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的值是 ,物塊D帶正電;


(3)解:由幾何關(guān)系得:

d=(1﹣cos60°)R=

又 R= =

得:d= =

答:物塊D飛出QR邊界時(shí)與水平軌道的距離d是


【解析】(1)對(duì)物塊C,根據(jù)動(dòng)能定理求出與D碰撞前的速度.C與D碰撞過(guò)程,運(yùn)用動(dòng)量守恒定律可求得碰后D的速度,即為物塊D進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的瞬時(shí)速度.(2)物塊D做勻速圓周運(yùn)動(dòng),電場(chǎng)力與重力二力平衡,由此判斷D的電性.由平衡條件求電場(chǎng)強(qiáng)度.(3)物塊D進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由半徑公式和幾何關(guān)系求出物塊D飛出QR邊界時(shí)與水平軌道的距離d.
【考點(diǎn)精析】根據(jù)題目的已知條件,利用動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用和動(dòng)量守恒定律的相關(guān)知識(shí)可以得到問(wèn)題的答案,需要掌握應(yīng)用動(dòng)能定理只考慮初、末狀態(tài),沒(méi)有守恒條件的限制,也不受力的性質(zhì)和物理過(guò)程的變化的影響.所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用時(shí)間的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題,都可以用動(dòng)能定理分析和解答,而且一般都比用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和機(jī)械能守恒定律簡(jiǎn)捷;動(dòng)量守恒定律成立的條件:系統(tǒng)不受外力或系統(tǒng)所受外力的合力為零;系統(tǒng)所受的外力的合力雖不為零,但系統(tǒng)外力比內(nèi)力小得多;系統(tǒng)所受外力的合力雖不為零,但在某個(gè)方向上的分量為零,則在該方向上系統(tǒng)的總動(dòng)量的分量保持不變.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,真空中一質(zhì)量為m,帶電量為﹣q的液滴以初速度為v0 , 仰角α射入勻強(qiáng)電場(chǎng)中以后,做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),求:

(1)所需電場(chǎng)的最小場(chǎng)強(qiáng)的大小,方向.
(2)若要使液滴的加速度最小,求所加的電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)大小和方向.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,質(zhì)量為的物體A經(jīng)一輕質(zhì)彈簧與下方地面上的質(zhì)量為的物體B相連,彈簧的勁度系數(shù)為,A、B都處于靜止?fàn)顟B(tài).一條不可伸長(zhǎng)的輕繩繞過(guò)輕滑輪,一端連物體A,一端連輕掛鉤.開(kāi)始時(shí)各段繩都處于伸直狀態(tài),A上方的一段繩沿豎直方向.在掛鉤上系一質(zhì)量為的物體C并從靜止?fàn)顟B(tài)釋放,恰好能夠到達(dá)地面.已知它恰能使B離開(kāi)地面但不繼續(xù)上升.現(xiàn)將質(zhì)量為的物體D系在掛鉤上后再舉高H=0.8m(未觸及滑輪)然后由靜止釋放(g,空氣阻力不計(jì)).求:

1C從釋放到落地過(guò)程中彈簧彈性勢(shì)能的變化

2D剛剛落至地面時(shí)的速度(結(jié)果可保留根號(hào))

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中,需要用刻度尺測(cè)出被測(cè)金屬絲的長(zhǎng)度l.用螺旋測(cè)微器測(cè)出金屬絲的直徑d,用電流表和電壓表測(cè)出金屬絲的電阻Rx

(1)請(qǐng)寫(xiě)出測(cè)金屬絲電阻率的表達(dá)式:ρ=(用上述測(cè)量量的字母表示).
(2)若實(shí)驗(yàn)中測(cè)量金屬絲的長(zhǎng)度和直徑時(shí),刻度尺和螺旋測(cè)微器的示數(shù)分別如圖2所示,則金屬絲長(zhǎng)度的測(cè)量值為l=cm,金屬絲直徑的測(cè)量值為d=mm.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,A、B、C三物體放在旋轉(zhuǎn)水平圓臺(tái)上,它們與圓臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)均相同,已知A的質(zhì)量為2m,BC的質(zhì)量均為m,A、B離軸距離為R,C離軸距離為2R。當(dāng) 圓臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),三物均沒(méi)有打滑,則:(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力) ( )

A. 這時(shí)C的向心加速度最大

B. 這時(shí)B物體受的摩擦力最小

C. 若逐步增大圓臺(tái)轉(zhuǎn)速,CB先滑動(dòng)

D. 若逐步增大圓臺(tái)轉(zhuǎn)速,BA先滑動(dòng)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】輕質(zhì)細(xì)線(xiàn)吊著一質(zhì)量為m=0.32kg,邊長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.8m、匝數(shù)n=10的正方形線(xiàn)圈總電阻為r=1Ω.邊長(zhǎng)為 的正方形磁場(chǎng)區(qū)域?qū)ΨQ(chēng)分布在線(xiàn)圈下邊的兩側(cè),如圖甲所示.磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,大小隨時(shí)間變化如圖乙所示,從t=0開(kāi)始經(jīng)t0時(shí)間細(xì)線(xiàn)開(kāi)始松弛,g=10m/s2 . 求:

(1)在前t0時(shí)間內(nèi)線(xiàn)圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì);
(2)在前t0時(shí)間內(nèi)線(xiàn)圈的電功率;
(3)求t0的值.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,一輕質(zhì)彈簧固定于O點(diǎn),另一端固定一小球,將小球從與懸點(diǎn)O在同一水平面且彈簧保持原長(zhǎng)的A點(diǎn)無(wú)初速度釋放,讓其自由擺下,不計(jì)空氣阻力,在小球擺向最低點(diǎn)B的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是( 。

A.小球的機(jī)械能守恒
B.小球的機(jī)械能減少
C.小球的重力勢(shì)能與彈簧的彈性勢(shì)能之和不變
D.小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖, a、b兩個(gè)帶電小球分別用絕緣細(xì)線(xiàn)系住,并懸掛在O點(diǎn),當(dāng)兩小球處于靜止時(shí),它們恰好在同一水平面上,此時(shí)兩細(xì)線(xiàn)與豎直方向夾角。若同時(shí)剪斷兩細(xì)線(xiàn),在下落過(guò)程中

A. 兩球始終處在同一水平面上

B. ab兩球系統(tǒng)的電勢(shì)能增大

C. 任一時(shí)刻,a球速率小于b球速率

D. a球水平位移始終大于b球水平位移

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,光滑軌道ABCDBC圓弧,圓弧半徑為R,CD部分水平,末端D點(diǎn)與右端足夠長(zhǎng)的水平傳送帶無(wú)縫連接。傳送帶表面粗糙,以恒定速度v逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),F(xiàn)將一質(zhì)量為m的小滑塊從軌道上A點(diǎn)由靜止釋放,AC的豎直高度為H,重力加速度g,則

A. 滑塊在傳動(dòng)帶上向右運(yùn)動(dòng)的最大距離與傳送帶速度v無(wú)關(guān)

B. 小滑塊不可能返回A點(diǎn)

C. H=4R,滑塊經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力大小為8mg

D. H=4R,皮帶速度,則物塊第一次在傳送帶上滑動(dòng)過(guò)程中,由于摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能為9mgR

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同步練習(xí)冊(cè)答案