如图所示,在足够大的空间范围内,同时存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场,磁感应强度B=1.57T.小球1带正电,其电量与质量之比q1/m1=4C/kg,所受重力与

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 动量守恒定律/2022-11-16 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,在足够大的空间范围内,同时存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场,磁感应强度B=1.57T.小球1带正电,其电量与质量之比q1/m1=4C/kg,所受重力与电场力的大小相等;小球2不带电,静止放置于固定的水平悬空支架上.小球向右以v0=23.59m/s的水平速度与小球2正碰,碰后经过0.75s再次相碰.设碰撞前后两小球带电情况不发生改变,且始终保持在同一竖直平面内.(取g=10m/s2
问:(1)电场强度E的大小是多少?
    (2)两小球的质量之比
m2
m1
是多少?
魔方格

◎ 答案

(1)小球1所受的重力与电场力始终平衡    m1g=q1E       ①
解得E=2.5 N/C         ②
电场强度为2.5N/C;
(2)相碰后小球1做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得:
q1v1B=m1
v21
R1
                 ③
半径为R1=
m1v1
q1B
             ④
周期为T=
m1
q1B
=1 s                 ⑤
∵两小球运动时间t=0.75s=
3
4
T
∴小球1只能逆时针经
3
4
个圆周时与小球2再次相碰        ⑥
第一次相碰后小球2作平抛运动        h=R2=
1
2
gt2
       ⑦
L=R1=v1t                    ⑧
两小球第一次碰撞前后动量守恒,以水平向右为正方向
m1v0=-m1v1+m2v2                    ⑨
由⑦、⑧式得v2=3.75 m/s
由④式得v1=
q1BR1
m1
=66 m/s
∴两小球质量之比
m2
m1
=
v0+v1
v2
=11

故两小时球质量之比为11.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

  • 最新内容
  • 相关内容
  • 网友推荐
  • 图文推荐