如圖甲所示,一個絕緣傾斜直軌道固定在豎直面內(nèi),軌道的AB部分粗糙,BF部分光滑。整個空間存在著豎直方向的周期性變化的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示,t=0時電場方向豎直向下。在虛線的右側(cè)存在著垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為,F(xiàn)有一個質(zhì)量為m,電量為q的帶正電的物體(可以視為質(zhì)點),在t=0時從A點靜止釋放,物體與軌道間的動摩擦因數(shù)為,t=2s時刻,物體滑動到B點。在B點以后的運(yùn)動過程中,物體沒有離開磁場區(qū)域,物體在軌道上BC段的運(yùn)動時間為1s,在軌道上CD段的運(yùn)動時間也為1s。(物體所受到的洛倫茲力小于2mgcosθ)
1.若軌道傾角為,求物塊滑動到B的速度大小。
2.若軌道傾角θ角未知,而已知BC及CD的長度分別為S1、S2,求出傾角的三角函表達(dá)式(用S1、S2、g表示)
3.觀察物體在D點以后的運(yùn)動過程中,發(fā)現(xiàn)它并未沿著斜面運(yùn)動,而且物塊剛好水平打在H點處的豎直擋板(高度可以忽略)上停下,斜面傾角已知,求F點與H點的間距L。
1.t0=1s
2.
3.
【解析】(1)由題意可知 qE=mg 1分
t=0 到t=1s過程中,對物體有
2mgsinθ-2μmgcosθ=ma 2分
t=1s到t=2s過程中物體做勻速直線運(yùn)動,所以
VB=at0=2gsinθ-2μgcosθ 2分
其中t0=1s
(2)物體在t=2s到t=3s做勻加速直線運(yùn)動,加速度為
a'=2gsinθ 1分
在t=3s到t=4s做勻速圓周運(yùn)動,周期為
1分
剛好完成一周,在t=4s到t=5s繼續(xù)以a'做勻加速運(yùn)動到D點,則
S2-S1=a't02 2分
解得: 1分
(3)物體運(yùn)動到D點時速度為
VD=VB+a'·2t0=6gsinθ-2μg cosθ 2分
離開D點后做勻速圓周運(yùn)動,半徑為R,軌跡如圖,則
1分
由幾何關(guān)系可知 2分
聯(lián)立解得 1分
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科目:高中物理 來源: 題型:
2πm | q |
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科目:高中物理 來源: 題型:
2πm | q |
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科目:高中物理 來源: 題型:
如圖甲所示,一個絕緣傾斜直軌道固定在豎直面內(nèi),軌道的AB部分粗糙,BF部分光滑。整個空間存在著豎直方向的周期性變化的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示,t=0時電場方向豎直向下。在虛線的右側(cè)存在著垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為,F(xiàn)有一個質(zhì)量為m,電量為q的帶正電的物體(可以視為質(zhì)點),在t=0時從A點靜止釋放,物體與軌道間的動摩擦因數(shù)為,t=2s時刻,物體滑動到B點。在B點以后的運(yùn)動過程中,物體沒有離開磁場區(qū)域,物體在軌道上BC段的運(yùn)動時間為1s,在軌道上CD段的運(yùn)動時間也為1s。(物體所受到的洛倫茲力小于2mgcosθ)
1.若軌道傾角為,求物塊滑動到B的速度大小。
2.若軌道傾角θ角未知,而已知BC及CD的長度分別為S1、S2,求出傾角的三角函表達(dá)式(用S1、S2、g表示)
3.觀察物體在D點以后的運(yùn)動過程中,發(fā)現(xiàn)它并未沿著斜面運(yùn)動,而且物塊剛好水平打在H點處的豎直擋板(高度可以忽略)上停下,斜面傾角已知,求F點與H點的間距L。
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科目:高中物理 來源:2011-2012學(xué)年度河南省商丘市高三第一學(xué)期期末考試物理卷 題型:計算題
如圖甲所示,一個絕緣傾斜直軌道固定在豎直面內(nèi),軌道的AB部分粗糙,BF部分光滑。整個空間存在著豎直方向的周期性變化的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示,t=0時電場方向豎直向下。在虛線的右側(cè)存在著垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為,F(xiàn)有一個質(zhì)量為m,電量為q的帶正電的物體(可以視為質(zhì)點),在t=0時從A點靜止釋放,物體與軌道間的動摩擦因數(shù)為,t=2s時刻,物體滑動到B點。在B點以后的運(yùn)動過程中,物體沒有離開磁場區(qū)域,物體在軌道上BC段的運(yùn)動時間為1s,在軌道上CD段的運(yùn)動時間也為1s。(物體所受到的洛倫茲力小于2mgcosθ)
【小題1】若軌道傾角為,求物塊滑動到B的速度大小。
【小題2】若軌道傾角θ角未知,而已知BC及CD的長度分別為S1、S2,求出傾角的三角函表達(dá)式(用S1、S2、g表示)
【小題3】觀察物體在D點以后的運(yùn)動過程中,發(fā)現(xiàn)它并未沿著斜面運(yùn)動,而且物塊剛好水平打在H點處的豎直擋板(高度可以忽略)上停下,斜面傾角已知,求F點與H點的間距L。
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