(09年長郡中學(xué)月考)(15分)如圖所示,一質(zhì)量為0.4kg、足夠長且粗細(xì)均勻的絕緣細(xì)管置于水平地面上,細(xì)管內(nèi)表面粗糙,外表面光滑;有一質(zhì)量為0.1kg、電荷量為0.1C的帶正電小球沿管以水平向右的速度進(jìn)入管內(nèi),細(xì)管內(nèi)徑略大于小球直徑,運(yùn)動過程中小球電荷量保持不變,空間中存在垂直絕緣細(xì)管水平向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為1.0T.(取水平向右為正方向,g=10m/s2)
(1)帶電小球以20m/s的初速度進(jìn)入管內(nèi),則系統(tǒng)最終產(chǎn)生的內(nèi)能為多少?
(2)小球以不同的初速度v0進(jìn)入管中,在細(xì)管未離開地面的情況下,求小球最終穩(wěn)定時的速度vt與初速度v0的函數(shù)關(guān)系,并以初速度v0為橫坐標(biāo),最終穩(wěn)定的速度vt為橫坐標(biāo),在乙圖中畫出小球初速度和最終穩(wěn)定的速度的關(guān)系圖象。
解析:(1)小球剛進(jìn)入管內(nèi)時受到的洛侖茲力方向豎直向上,洛侖茲力大小為:N (1分)
由于 ,小球與管的上壁有彈力,摩擦使球減速至:
得:m/s (1分)
球與管系統(tǒng)動量守恒: 得:m/s (2分)
系統(tǒng)產(chǎn)生內(nèi)能: (2分)
代入數(shù)據(jù)得: (1分)
(2)①當(dāng)小球初速小于m/s時,,小球與管的下壁有彈力,摩擦
力使小球最終與管共速,系統(tǒng)動量守恒:
代入數(shù)據(jù)得: 。m/s) (2分)
②當(dāng)初速度大于時細(xì)管離開地面:
代入數(shù)據(jù)得: m/s (2分)
當(dāng)小球初速時,小球與管的上壁有彈力,摩擦使球減速最終速度為vt , 即:m/s () (2分)
關(guān)系如圖所示.(2分)
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科目:高中物理 來源: 題型:
(09年長郡中學(xué)月考)(12分)如圖所示,靜止在光滑水平面上的小車質(zhì)量為M=20kg. 從水槍中噴的水柱,橫截面積為S=10cm2,速度為v=10m/s,水的密度為ρ=1.0×103kg/m3. 若用水槍噴出的水從車后沿水平方向沖擊小車的前壁,且沖擊到小車前壁的水全部沿前壁淌入小車中.
(1) 求當(dāng)有質(zhì)量為m=5kg的水進(jìn)入小車時,小車的速度大小;
(2) 若將小車固定在水平面上,且水沖擊到小車前壁后速度立即變?yōu)榱,求水對小車的沖擊力大小。
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科目:高中物理 來源: 題型:
(09年長郡中學(xué)月考)(12分)質(zhì)量為m、電荷量為e的電子初速度為零,經(jīng)電壓為U的加速電場加速后垂直磁場邊界bc進(jìn)入垂直紙面的勻強(qiáng)磁場中,其運(yùn)動軌跡如圖所示,已知bf = bg = L ,不計重力. 試求:
(1)電子經(jīng)加速電場加速后,開始進(jìn)入磁場時的速度大。
(2)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小,并說明其方向;
(3)電子在磁場中的運(yùn)動時間.
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科目:高中物理 來源: 題型:
(09年長郡中學(xué)月考)(12分)如圖甲所示,一質(zhì)量為m = 1kg的物塊靜止在粗糙水平面上的A點(diǎn),從t = 0時刻開始,物體在受按如圖乙所示規(guī)律變化的水平力F作用下向右運(yùn)動,第3s末物塊運(yùn)動到B點(diǎn)時速度剛好為0,第5s末物塊剛好回到A點(diǎn),已知物塊與粗糙水平間的動摩擦因數(shù)μ= 0.2,求:(g取10m/s2)
(1)AB間的距離;
(2)水平力F在5s時間內(nèi)對物塊所做功.
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科目:高中物理 來源: 題型:
(09年長郡中學(xué)月考)(14分)如圖所示,傾角為θ=37o、電阻不計的、間距L=0.3m且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌處在磁感強(qiáng)度B=1T、方向垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場中.導(dǎo)軌兩端各接一個阻值R0=2Ω的電阻.在平行導(dǎo)軌間跨接一金屬棒,金屬棒質(zhì)量m=1kg電阻r=2Ω,其與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ=0.5.金屬棒以平行于導(dǎo)軌向上的初速度υ0=10m/s上滑直至上升到最高點(diǎn)的過程中,通過上端電阻的電量Δq=0.1C(sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2).
(1)金屬棒的最大加速度;
(2)上端電阻R0中產(chǎn)生的熱量。
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