一宇宙人在太空（万有引力可以忽略不计）玩垒球．如图所示，辽阔的太空球场半侧为匀强电场，另半侧为匀强磁场，电场和磁场的分界面为垂直纸面的平面，电场方向与界面垂直，磁场

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

一宇宙人在太空（万有引力可以忽略不计）玩垒球．如图所示，辽阔的太空球场半侧为匀强电场，另半侧为匀强磁场，电场和磁场的分界面为垂直纸面的平面，电场方向与界面垂直，磁场方向垂直纸面向里，电场强度大小E=100V/m．宇宙人位于电场一侧距界面为h=3m的P点，O为P点至界面垂线的垂足，D点位于纸面上O点的右侧，OD与磁场的方向垂直．垒球的质量m=0.1kg，电量q=-0.05C．宇宙人从P点以初速度v1=10m/s平行于界面投出垒球，要使垒球第一次通过界面时就击中D点，求：（计算结果保留三位有效数字）
（1）O、D两点之间的距离．
（2）垒球从抛出到第一次回到P点的时间．
魔方格

◎ 答案

（1）设垒球在电场中运动的加速度大小为a，时间为t1，OD=d则：
a=
qE
m

h=
1
2
at12
d=v1t
解得：a=50m/s2，t1=

3
5
s，d=2

3
m=3.46m
即O、D两点之间的距离为3.46m．
（2）垒球的运动轨迹如图所示．

魔方格

由图可知，tanθ=
at1
v1
=

3
，速度大小为：v=
v1
cosθ
=20m/s
设垒球作匀速圆周运动半径为R，磁感应强度大小为B，则R=
d
sinθ
=4m
根据牛顿第二定律，有：qvB=m
v2
R

解得B=
mv
qR
=10T
垒球在磁场中运动的时间为：t2=
360°-2×60°
360°
×
2πm
qB
=
4π
15
s
垒球从抛出到第一次回到P点的时间为：t=2t1+t2=
6
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    酒后驾驶会导致许多安全隐患    		如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中，下列传述正确的是（）A．小球的速度一直减小B．小球的加速度先减小后增大C．小球的加
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    如图所示，一个质量m=20kg的    		如图，纸面内有E、F、G三点，∠GEF=30°，∠EFG=135°．空间有一匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外．先使带有电荷量为q（q＞0）的点电荷a在纸面内垂直于EF从F点射出，
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