【題目】如圖所示,絕緣光滑軌道的斜面部分傾角為θ=45°,O點處有一段小弧平滑連接.在O點的右側(cè)空間存在著豎直向上的勻強電場,在O、F之間的豎直空間內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場.在F點右側(cè)的豎直空間內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強磁場,一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的絕緣小球從軌道的A點無初速度釋放,經(jīng)過O點后恰好能從G(GD兩點在同一水平線上)射出.已知電場強度E ,磁感應強度均為B,OFFCCDDEL.

(1)小球開始釋放的高度是多少?

(2)要使小球打在DE擋板上,則小球應在斜面上離O點的多大范圍內(nèi)靜止釋放?

【答案】(1) (2)

【解析】

(1)由題意可知,小球在復合場中受到的電場力為,可知小球在磁場中做勻速圓周運動,小球恰好能從G點離開磁場時,由圖可知半徑

由洛倫茲力提供向心力可得

小球從A點運動到O點時,由動能定理可得,聯(lián)立可得;

(2)由于,小球剛好擊中E點時,根據(jù)磁場的對稱性和幾何關系可知,小球的速度方向與DE垂直,作出小球的運動軌跡如圖所示,則小球做圓周運動的半徑

設此時小球的速度為v,則;

小球在斜面上運動到O點時,由動能定理可得

聯(lián)立可得;

當小球剛好擊中D點時,根據(jù)圖中幾何關系可知,運動軌跡對應的圓心為P、Q,由幾何關系可得,此時的半徑r滿足,可得

設此時小球的速度為,則;

小球在斜面上運動到O點時,由動能定理可得,

聯(lián)立得,

故小球在斜面上由靜止釋放的位置離O點的距離s滿足

練習冊系列答案
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【題目】如圖,一束光沿半徑方向射向一塊半圓形玻 璃磚,在玻璃磚底面上的入射角為θ,經(jīng)折射后射出a、b兩束光線,則

A. 在玻璃中,a光的傳播速度小于b光的傳播速度

B. 在真空中,a光的波長小于b光的波長

C. 玻璃磚對a光的折射率小于對b光的折射率

D. 若改變光束的入射方向使θ角逐漸變大,則折射光線a首先消失

E. 分別用a、b光在同一個雙縫干涉實驗裝置上做實驗,a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距

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【題目】如圖,由某種粗細均勻的總電阻為3R的金屬條制成的矩形線框abcd,固定在水平面內(nèi)且處于方向豎直向下的勻強磁場B中。一接入電路電阻為R的導體棒PQ,在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v勻速滑動,滑動過程PQ始終與ab垂直,且與線框接觸良好,不計摩擦。在PQ從靠近ad處向bc滑動的過程中

A. PQ中電流先增大后減小

B. PQ兩端電壓先減小后增大

C. PQ上拉力的功率先減小后增大

D. 線框消耗的電功率先增大后減小

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【題目】如圖所示,是某同學在實驗中得到的一條較為理想的紙帶。把開頭幾個模糊不清的點去掉,以較清晰的某一個點作為計數(shù)點1,隨后連續(xù)的幾個點依次標記為點2、3、4。測量出各點間的距離已標在紙帶上,己知打點計時器的打點周期為0.02s。打點計時器打出點2時重物的瞬時速度為_______m/s,物體做自由落體運動的加速度的值約為________m/s2。(本題計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)

已知當?shù)氐闹亓铀俣葦?shù)值為9.8m/s2,請寫出測量值與當?shù)刂亓铀俣鹊闹涤胁町惖囊粋原因:____________________________________。

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【題目】如圖所示為甲、乙兩物體在同一直線上做勻變速直線運動的v-t圖象,由圖可知(

A. 4 s時兩車相距10 m

B. 甲和乙的加速度大小之比為41

C. 4 s后甲和乙兩物體的運動方向相反

D. 若兩車在2 s時相遇,則兩車必定在6 s時也相遇

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【題目】天宮一號是我國第一個目標飛行器和空間實驗室.已知天宮一號繞地球的運動可看做 是勻速圓周運動,轉(zhuǎn)一周所用的時間約為 90 分鐘.關于天宮一號,下列說法正確的是( )

A. 天宮一號的線速度一定比靜止于赤道上的物體的線速度小

B. 天宮一號離地面的高度一定比地球同步衛(wèi)星離地面的高度小

C. 天宮一號的角速度約為地球同步衛(wèi)星角速度的 16

D. 當宇航員站立于天宮一號內(nèi)不動時,他所受的合力為零

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【題目】如圖所示,質(zhì)量為m的物體放在一個固定斜面上,當斜面的傾角為30°,對物體施加一個大小為F=的水平向右的恒力,物體可沿斜面勻速向上滑行,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力試求:

(1)物體與斜面間的動摩擦因數(shù);

(2)當斜面傾角增大并超過某一臨界角θ0時,不論水平恒力F為多大,都不能使物體沿斜面向上滑行,這一臨界角θ0的大。

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【題目】如圖所示,A、B兩球質(zhì)量相等,光滑斜面的傾角為θ,圖甲中,A、B兩球用輕彈簧相連,圖乙中A、B兩球用輕質(zhì)桿相連,系統(tǒng)靜止時,擋板C與斜面垂直,彈簧、輕桿均與斜面平行,則在突然撤去擋板的瞬間有( 。

A. 兩圖中兩球加速度均為gsinθ

B. 兩圖中A球的加速度均為零

C. 圖乙中輕桿的作用力一定不為零

D. 圖甲中B球的加速度是圖乙中B球加速度的2

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【題目】今年第26號臺風玉兔10228時生成,中心附近最大風力達17級以上,引發(fā)多地暴雨,嚴重影響道路交通安全。臺風襲來時,某高速公路同一直線車道上同向行駛的轎車和貨車,其速度大小分別,,轎車在與貨車距離x0=35m時才發(fā)現(xiàn)前方有貨車,若此時轎車立即剎車,則轎車要經(jīng)過x=90 m才能停下來。兩車可視為質(zhì)點。

(1)若轎車剎車后貨車保持速度v2勻速行駛,通過計算分析兩車是否會相撞;

(2)若轎車在剎車的同時給貨車發(fā)信號,貨車司機經(jīng)收到信號并立即以大小為的加速度加速行駛,通過計算分析兩車是否會相撞。

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