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如图,在平面直角坐标系xOy内,第I象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第IV象限以...

如图,在平面直角坐标系xOy内,第I象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第IV象限以ON为直径的半圆形区域内,存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,自y轴正半轴上处的M点,以速度垂直于y轴射入电场。经x轴上处的P点进入磁场,最后垂直于y轴的方向射出磁场。不计粒子重力。求:

 电场强度大小E

 粒子在磁场中运动的轨道半径r

 粒子在磁场运动的时间t

 

【解析】 设粒子在电场中运动的时间为,根据类平抛规律有: , 根据牛顿第二定律可得: 联立解得: 粒子进入磁场时沿y方向的速度大小: 粒子进入磁场时的速度: 方向与x轴成角, 根据洛伦兹力提供向心力可得: 解得: 粒子在磁场中运动的周期: 根据几何关系可知粒子在磁场中做圆周运动的圆心角:,则粒子在磁场中运动的时间:  
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考点分析:
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如图所示,两块等大且平行正对的金属板水平放置,金属板间有竖直向下的匀强电场,电场强度大小为。以下板金属板的中轴线为x,金属板右侧第一象限内存在一足够大的匀强磁场。现有一重力不计的绝缘带电粒子, 质量为m,带电荷量为-q,从下金属板上表面的电场中坐标位置(-L,0)处以初速度v0沿x轴正方向开始运动。

求:(1)带电粒子进入磁场时的位置坐标(L表示)以及带电粒子进人磁场时的速度大小;

(2)若要使带电粒子能垂直打到x轴上,计算匀强磁场的磁感应强度B的大小。

 

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如图甲所示,质量为M=2kg的足够长的平板车放在光滑的水平面上,质量为m=1kg的物块放在平板车的右端,物块与平板车均处于静止,现给平板车一个水平向右的推力,推力F随时间t变化的规律如图乙所示,推力F作用t=0.6s后撤去,最终物块与平板车一起向前做匀速直线运动.已知物块与平板车之间的动摩擦因素为μ=0.4,重力加速度g=10m/s,求:

1)推力F作用的瞬间,平板车的加速度大小;

2)推力F做的功;

3)物块与平板车因摩擦产生的热量(结果保留三位有效数字).

 

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一个物块从倾角为的斜面底端以大小为的初速度上滑,上滑到最高点速度为零后,又沿原路返回,已知物块上滑过程中重力的冲量与下滑过程中重力的冲量之比为12,物块与斜面间的动摩擦因数恒定,重力加速度为。求:

1)物块与斜面间的动摩擦因数;

2)物块返回到斜面底端时速度的大小。

 

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如图,光滑轨道固定在竖直平面内,倾斜、水平、为半径的半圆弧轨道,三部分平滑连接,为圆弧轨道的最低点,可视为质点的小球中间压缩一轻质弹簧静止在水平轨道上(弹簧与两小球不拴接且被锁定)。现解除对弹簧的锁定,小球脱离弹簧后恰能沿轨道运动到处,小球沿圆弧轨道运动。已知的竖直高度差,在点时小球对轨道压力的大小为,弹簧恢复原长时小球仍处于水平轨道(不计空气阻力,),已知。求:

1)小球的质量;

2)弹簧锁定时的弹性势能。

 

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如图,质量为mA球下面固定一轻质弹簧,用长度为l的轻绳穿过弹簧连接在B球上,弹簧原长远小于轻绳长度(绳未连接在弹簧上)B球离地面的高度也为1;手拿A球,A球与B球处于静止状态,将A球由静止释放,B球与地面每次碰撞时反弹速度前速度的一半,B球第一次触地反弹后在空中与A球发生碰撞,碰撞后瞬间弹簧被用缩到最短,此时弹簧锁定。然后A球与B球一起下落,B球第二次触地反弹后的瞬间,弹簧解除锁定,同时轻绳断裂,A球被弹起。整个过程AB球都保持竖直方向,且A球一直在上,B球在下,所有碰时间均不计。(重力加速度为g,最后结果可以用根号表示)

(1)B球第一次触地后到B球与A球碰撞的时间;

(2)要求B球与A球碰撞后瞬间弹簧被压缩到最短时弹簧的势能达到最大,求B球的质量M满足的条件和弹簧势能的最大值Ep

(3)在B球的质量M满足(2)问的条件下,求B球第二次触地反弹后A球被弹起的最大高度。

 

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