【題目】如圖所示,水平桌面上方區(qū)域存在豎直向上的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度。過桌左邊緣的虛線PQ上方存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度,虛線PQ與水平桌面成45°角,F(xiàn)將一個(gè)質(zhì)量、帶正電的物塊A靜置在桌面上,質(zhì)量、不帶電的絕緣物塊B從與A相距處的桌面上以的初速度向左運(yùn)動。物塊A、B與桌面間的動摩擦因數(shù)均為,二者在桌面上發(fā)生彈性碰撞(碰撞時(shí)間極短),碰撞后B反彈速度為,A向左運(yùn)動進(jìn)入磁場。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)求:
(1)碰撞后物塊A的速度;
(2)A進(jìn)入磁場到再次回到桌面所用時(shí)間;
(3)若一段時(shí)間后A、B在桌面上相遇,求碰撞前A與桌左邊緣P的距離。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)設(shè)B與A碰撞前瞬間的速度為,碰后A、B的速度分別為、
對于B由動能定理可得:
A、B碰撞過程中,規(guī)定向左為正方向,對于A、B組成的系統(tǒng)由動量守恒定律可得:
聯(lián)立可得: ,方向水平向左
(2)對A受力分析可知,故碰撞后A向左勻速直線運(yùn)動進(jìn)入磁場,并在磁場中做勻速圓周運(yùn)動,設(shè)在磁場中做圓周運(yùn)動的周期為T,則:
由幾何知識可得:A球在磁場中運(yùn)動了個(gè)圓周,軌跡如圖所示。
設(shè)A在磁場中運(yùn)動的時(shí)間為,則:
A運(yùn)動出磁場后豎直向下勻速運(yùn)動再次回到桌面位置,設(shè)其運(yùn)動時(shí)間為
由題意可得:磁場中洛倫茲力提供向心力:
又,
聯(lián)立得:t=2.7s
(3)碰撞后B反彈在桌面上做勻減速運(yùn)動,設(shè)其加速度為a,停止運(yùn)動所用時(shí)間為
根據(jù)牛頓第二定律得:
根據(jù)速度時(shí)間公式得:
解得:
顯然,碰撞后B運(yùn)動時(shí)間小于A運(yùn)動時(shí)間,由此可知A
B勻減速的位移:
根據(jù)題意,A距桌邊P的距離:
所以可得:x=0.83m
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】帶電粒子以初速度v0從a點(diǎn)垂直y軸進(jìn)入勻強(qiáng)磁場,如圖所示。運(yùn)動中經(jīng)過b點(diǎn),Oa=Ob,若撤去磁場加一個(gè)與y軸平行的勻強(qiáng)電場,仍以v0從a點(diǎn)垂直y軸進(jìn)入電場,粒子仍能通過b點(diǎn),那么磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電場強(qiáng)度E之比和粒子在磁場中的運(yùn)動時(shí)間t1與在電場中的運(yùn)動時(shí)間t2之比為( )
A. B∶E=2∶V0
B. B∶E=1∶2V0
C. t1∶t2=
D. t1∶t2=
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【題目】一個(gè)物體在多個(gè)力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),如果僅使其中某個(gè)力的大小逐漸減小到零,然后又逐漸從零恢復(fù)到原來大。ㄔ诖诉^程中.此力的方向一直保持不變),下列v-t圖象符合此物體運(yùn)動情況的是
A. B.
C. D.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖(a),超級高鐵(Hyperloop)是一種以“真空管道運(yùn)輸”為理論核心設(shè)計(jì)的交通工具,它具有超高速、低能耗、無噪聲、零污染等特點(diǎn)。如圖(b),已知管道中固定著兩根平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ,兩導(dǎo)軌間距為r;運(yùn)輸車的質(zhì)量為m,橫截面是半徑為r的圓。運(yùn)輸車上固定著間距為D、與導(dǎo)軌垂直的兩根導(dǎo)體棒1和2,每根導(dǎo)體棒的電阻為R,每段長度為D的導(dǎo)軌的電阻也為R。其他電阻忽略不計(jì),重力加速度為g。
(1)如圖(c),當(dāng)管道中的導(dǎo)軌平面與水平面成θ=30°時(shí),運(yùn)輸車恰好能無動力地勻速下滑。求運(yùn)輸車與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ;
(2)在水平導(dǎo)軌上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),不考慮摩擦及空氣阻力。
①當(dāng)運(yùn)輸車由靜止離站時(shí),在導(dǎo)體棒2后間距為D處接通固定在導(dǎo)軌上電動勢為E的直流電源,此時(shí)導(dǎo)體棒1、2均處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,垂直導(dǎo)軌平向下的勻強(qiáng)磁場中,如圖(d)。求剛接通電源時(shí)運(yùn)輸車的加速度的大小;(電源內(nèi)阻不計(jì),不考慮電磁感應(yīng)現(xiàn)象)
②當(dāng)運(yùn)輸車進(jìn)站時(shí),管道內(nèi)依次分布磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,寬度為D的勻強(qiáng)磁場,且相鄰的勻強(qiáng)磁場的方向相反。求運(yùn)輸車以速度vo從如圖(e)通過距離D后的速度v。
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【題目】質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星與地心的距離為r時(shí),引力勢能可表示為,其中G為引力常量,M為地球質(zhì)量。該衛(wèi)星原來在半徑為R1的軌道I上繞地球做勻速圓周運(yùn)動,經(jīng)過橢圓軌道II的變軌過程進(jìn)入半徑為R3圓形軌道III繼續(xù)繞地球運(yùn)動,其中P為I軌道與II軌道的切點(diǎn),Q點(diǎn)為II軌道與III軌道的切點(diǎn)。下列判斷正確的是
A. 衛(wèi)星在軌道I上的動能為
B. 衛(wèi)星在軌道III上的機(jī)械能等于
C. 衛(wèi)星在II軌道經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的加速度小于在III軌道上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的加速度
D. 衛(wèi)星在I軌道上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的速率大于在II軌道上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的速率
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【題目】在如圖所示的電路中,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為2∶1,五個(gè)完全相同燈泡的額定電壓均為U,交流電源的電壓恒定不變。當(dāng)閉合K3、K4而斷開K5時(shí),燈泡L3和L4恰能正常工作,則以下判斷正確的是
A. 當(dāng)閉合K3、K4而斷開K5時(shí),L1和L2都能正常工作
B. 當(dāng)K3、K4、K5都閉合時(shí),L1和L2都能正常工作
C. 當(dāng)閉合K3、K4而斷開K5時(shí),交流電源的電壓為2U
D. 當(dāng)K3、K4、K5都閉合時(shí),L1和L2的功率會減小
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【題目】如圖所示,水平桌面上方區(qū)域存在豎直向上的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度。過桌左邊緣的虛線PQ上方存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度,虛線PQ與水平桌面成45°角,F(xiàn)將一個(gè)質(zhì)量、帶正電的物塊A靜置在桌面上,質(zhì)量、不帶電的絕緣物塊B從與A相距處的桌面上以的初速度向左運(yùn)動。物塊A、B與桌面間的動摩擦因數(shù)均為,二者在桌面上發(fā)生彈性碰撞(碰撞時(shí)間極短),碰撞后B反彈速度為,A向左運(yùn)動進(jìn)入磁場。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)求:
(1)碰撞后物塊A的速度;
(2)A進(jìn)入磁場到再次回到桌面所用時(shí)間;
(3)若一段時(shí)間后A、B在桌面上相遇,求碰撞前A與桌左邊緣P的距離。
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【題目】如圖所示,固定的半圓形豎直軌道,AB為水平直徑,0為圓心,同時(shí)從A點(diǎn)水平拋出質(zhì)量相等的甲、乙兩個(gè)小球,初速度分別為v1、v2分別落在C、D兩點(diǎn)。并且C、D兩點(diǎn)等高,OC、OD與豎直方向的夾角均為37°(sin37°=0.6,cos37°=0.8).則
A. 甲、乙兩球下落到軌道上C、D兩點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能和重力瞬時(shí)功率不相等
B. 甲、乙兩球下落到軌道上的速度變化量不相同
C. v1:v2=1:3
D. v1:v2=1:4
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【題目】如圖所示,足夠長的U型光滑金屬導(dǎo)軌平面與水平面成θ角(0<θ<90°),其中MN與PQ平行且間距為L,勻強(qiáng)磁場垂直導(dǎo)軌平面,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,導(dǎo)軌電阻不計(jì),質(zhì)量為m的金屬棒ab由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑,并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且良好接觸,ab棒接入電路的電阻為R,當(dāng)金屬棒ab下滑距離s時(shí),速度大小為v,則在這一過程中
A. 金屬棒ab運(yùn)動的平均速度大小為v
B. 通過金屬棒ab某一橫截面的電量為
C. 金屬棒ab受到的最大安培力為
D. 金屬棒ab克服安培力做功為 mgs sinθ-mv2
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