在一次实战训练中,有一炮弹被以初速度为v0从地面竖直向上射出.当炮弹到达最高点h=80m处时,突然炸裂为二块,其质量分别为m1=1kg、m2=0.8kg,且在炸裂过程中分别带上了q=0.
◎ 题目
在一次实战训练中,有一炮弹被以初速度为v0从地面竖直向上射出.当炮弹到达最高点h=80m处时,突然炸裂为二块,其质量分别为m1=1kg、m2=0.8kg,且在炸裂过程中分别带上了q=0.2C等量异种电荷,其中m1带负电.设在炸裂处,有一水平宽度L=20m的正交匀强电磁场,如图,匀强磁场方向垂直于纸面向里,大小为B=1.0T,匀强电场方向竖直.设炸裂时,炮弹正处在正交电磁场的中心,炸裂后,m1在正交电磁场中向左做直线运动,m2在正交电磁场中向右做直线运动.(g=10m/s2) 求:(1)炮弹被射出时的初速度v0; (2)电场强度的大小和方向; (3)二者落地点的距离. |
◎ 答案
(1)由竖直上抛运动得炮弹被射出时的初速度 v0=
(2)由动量守恒定律得:m1v1-m2v2=0② 带电物体在洛仑兹力作用下的直线运动是匀速直线运动,假设电场强度方向竖直向下,根据受力有:Bqv1+Eq=m1g③ Bqv2-Eq=m2g④ 联立②③④得: 两物体匀速运动的速度 ∴v1=
v2=
所加电场为:
因为E为正,所以场强方向竖直向下 (3)由平抛运动规律得落地时间:t=
两物体的水平位移s1=v1t=40×4m=160m ⑨ s2=v2t=50×4m=200m 两物体落地点间的距离 △s=s1+s2
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