(19分)在竖直平面内存在如图所示的绝缘轨道,一质量为m=0.4kg、带电量为q=+0.4C的小滑块(可视为质点)在外力作用下压缩至离B点0.05m,此时弹性势能=17.25J,弹簧一端固定
◎ 题目
(19分)在竖直平面内存在如图所示的绝缘轨道,一质量为m=0.4kg、带电量为q=+0.4C的小滑块(可视为质点)在外力作用下压缩至离B点0.05m,此时弹性势能 ![]() ![]() ![]() (1)求弹簧完全恢复瞬间,小滑块的速度; (2)求弹簧原长恢复后1.8s时小滑块所在的位置; (3)求小滑块在磁场中的运动的时间. ![]() |
◎ 答案
(1)7.5m/s (2)小滑块此时刚好到达坐标原点(3) ![]() |
◎ 解析
试题分析:(1)如图所示,弹簧释放到恢复原长经过位移s到达D点,根据能量关系,有: ![]() 其中 ![]() 解得: ![]() ![]() (2)此后小滑块沿斜面向上做减速运动,由牛顿第二定律得: ![]() 解得小滑块的加速度大小为: ![]() ![]() 设小滑块运动到E点的速度为0,上升的位移为 ![]() ![]() ![]() 上升的位移为: ![]() ![]() 接着小滑块沿斜面下滑,运动时间为: ![]() 由牛顿第二定律有: ![]() 解得: ![]() ![]() 则下滑的位移为: ![]() ![]() 由图中几何关系知:BD+ ![]() ![]() 即小滑块此时刚好到达坐标原点. (1分) (3)施加电场和磁场后,由题中数据知: ![]() 即小滑块只受洛伦兹力作用,做圆周运动到P(0, ![]() 小滑块进入磁场的速度为: ![]() 洛伦兹力提供向心力: ![]() 由图中几何关系知小滑块做圆周运动的半径为:r=2m (2分) 解得: ![]() 运动周期为: ![]() 在磁场中运动的时间为: ![]() ![]() ![]()
上一篇:(12分).飞行时间质谱仪可以根据带电粒子的飞行时间对气体分子进行分析。如图所示,在真空状态下,脉冲阀P喷出微量气体,经激光照射产生不同的正离子,自a板小孔进入a、b之间
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