如圖8-2-3所示，一個質量為m、電荷量為-q的小物體，可在水平軌道x上運動，O端有一與軌道垂直的固定墻，軌道處在場強大小為E，方向沿Ox軸正向的勻強磁場中，小物體以初速度v0從點x0沿Ox軌道運動，運動中受到大小不變的摩擦力f作用，且f＜qE，小物體與墻壁碰撞時不損失機械能，求它在停止前所通過的總路程.

圖8-2-3

解析：首先要認真分析小物體的運動過程，建立物理情景.開始時，設物體從x0點，以速度v0向右運動，它在水平方向受電場力qE和摩擦力f，方向均向左，因此物體向右做勻減速直線運動，直到速度為零；而后，物體受向左的電場力和向右的摩擦力作用，因為qE＞f，所以物體向左做初速度為零的勻加速直線運動，直到以一定速度與墻壁碰撞，碰后物體的速度與碰前速度大小相等，方向相反，然后物體將多次地往復運動.

    但由于摩擦力總是做負功，物體機械能不斷損失，所以物體通過同一位置時的速度將不斷減小，直到最后停止運動.物體停止時，所受合外力必定為零，因此物體只能停在O點.

對于這樣幅度不斷減小的往復運動，研究其全過程.電場力的功只跟始末位置有關，而跟路徑無關，所以整個過程中電場力做功WB=qEx0

    根據(jù)動能定理W總=ΔEk，得：qEx0-fs=0-mv02

    所以s=.

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練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

質量為1 kg的物體做直線運動，其速度圖象如圖8-2-3所示.則物體在前10 s內和后10 s內所受外力的沖量分別是

A.10 N·s；10 N·s                                       B.10 N·s；－10 N·s

C.0；10 N·s                                                 D.0；－10 N·s

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科目：高中物理 來源： 題型：

原子在不停地做熱運動，為了能高精度地研究孤立原子的性質，必須使它們幾乎靜止下來并能在一個很小的空間區(qū)域停留一段時間，例如納米技術中需要移動或修補分子.科學家已發(fā)明了一種稱為“激光制冷”的技術，原理如下：

在一個真空室內，一束非常準直的Na-23原子束（通過樣品在1 000 K高溫下蒸發(fā)而獲得，原子做熱運動的速率近似為v0=1 000 m/s),受一束激光的正面照射，如圖15-2-3 所示.設原子處在基態(tài)，運動方向與激光光子的運動方向相反，選好激光頻率使光子能量E等于鈉原子第一激發(fā)態(tài)與基態(tài)間能量差，原子就能吸收它而發(fā)生躍遷，躍遷后原子的速度為v1，隨后該原子發(fā)射光子并回到基態(tài).設所發(fā)射光子的運動方向與速度v0的方向總是相同的，此時原子的速度為v2,接著重復上述過程，直到原子的速度減小到零.

圖15-2-3

（1）吸收與發(fā)射光子的總次數(shù)為多少？

（2）原子停留在激發(fā)態(tài)上的時間稱為原子在這種狀態(tài)下的壽命，大小約為10-8 s.忽略每次吸收與發(fā)射光子的時間，按上述方式，原子初速度v0減小到零，共需多長時間？該時間內原子共走過的路程為多少？（E=3.36×10-19 J，鈉原子的質量m=3.84×10-26 kg,NA=6.0×1023 mol-1,c=3.0×108 m/s）

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖8-2-17所示，M、N為兩條水平放置的平行金屬導軌，電阻不計，導軌間距d=0.2 m.軌道上放置一質量m=50 g的均勻金屬棒ab，其長L=0.3 m,總電阻R=0.75 Ω，棒與兩導軌相垂直.已知電源電動勢E=6 V，內電阻r=0.5 Ω，電阻R0=2 Ω；整個裝置放在勻強磁場中，磁感線與ab棒垂直，這時ab棒對軌道的壓力恰好為零，且棒仍處于靜止狀態(tài).求勻強磁場的磁感應強度.（取g=10 m/s2）

圖8-2-17

 

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科目：高中物理 來源： 題型：

兩個帶電粒子以同一速度、同一位置進入勻強磁場，在磁場中它們的運動軌跡如圖8-2-3所示．粒子a的運動軌跡半徑為r1，粒子b的運動軌跡半徑為r2，且r2＝2r1，q1、q2分別是粒子a、b所帶的電荷量，則(　　)．

圖8-2-3

A．a帶負電、b帶正電，比荷之比為∶＝2∶1

B．a帶負電、b帶正電，比荷之比為∶＝1∶2

C．a帶正電、b帶負電，比荷之比為∶＝2∶1

D．a帶正電、b帶負電，比荷之比為∶＝1∶1

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