(21分)在倾角为30°的光滑斜面上有相距40m的两个可看作质点的小物体P和Q,质量分别mP=0.1kg和mQ=0.5kg,其中P不带电,Q带电。整个装置处在正交的匀强电场和匀强磁场中,电场
◎ 题目
(21分)在倾角为30°的光滑斜面上有相距40m的两个可看作质点的小物体P和Q,质量分别mP=0.1kg和mQ=0.5kg,其中P不带电,Q带电。整个装置处在正交的匀强电场和匀强磁场中,电场强度的大小为50V/m,方向竖直向下;磁感应强度的大小为T,方向垂直纸面向里。开始时,将小物体P无初速释放,当P运动至Q处时,与静止在该处的小物体Q相碰,碰撞中Q的电荷量保持不变(即不转移)。碰撞后,两物体能够再次相遇。斜面无限长,g取10m/s2。求: (1)试分析物体Q的带电性质并求出电荷量大小; (2)分析物体P、Q第一次碰撞后物体Q可能的运动情况,此运动是否为周期性运动?若是,物体Q的运动周期为多大? (3)物体P、Q第一次碰撞结束后瞬间P、Q的速度大小各是多少 |
◎ 答案
(1)且物体Q带负电 (2)2s (3) |
◎ 解析
(1)对物体Q,在碰撞之前处于静止状态,由平衡条件知: (2分) 得且物体Q带负电(2分) (2)物体P、Q碰撞之后,物体Q受重力、电场力、洛伦兹力的作用,由于重力和电场力等大反向,故物体Q将在斜面上方做匀速圆周运动. (2分) 对物体Q (2分) 匀速圆周运动的周期 (2分) (3)要使P、Q能够再次相遇,则相遇点一定为P、Q的第一次碰撞点,物体P在碰撞后一定反向弹回,再次回到碰撞点时再次相遇。 对物体P,从释放到与Q碰撞之前,由运动学公式有: 得 (2分) 对物体P和Q,在碰撞过程中,动量守恒有 (2分) 对物体P,时间关系: ()(2分) 当k=1时,,,(1分) 当k=2时,,,(1分) 当k=3时,,,系统总动能增加不满足能量守恒定律。 同理分析可知K只能取1、2,综上所述碰撞过程结束后P、Q的速度可能是 。(3分) |
◎ 知识点
专家分析,试题“(21分)在倾角为30°的光滑斜面上有相距40m的两个可看作质点的小物体P和Q,质量分别mP=0.1kg和mQ=0.5kg,其中P不带电,Q带电。整个装置处在正交的匀强电场和匀强磁场中,电场…”主要考查了你对 【动量守恒定律】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。- 最新内容
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