【題目】如圖甲所示,平行正對金屬板M、N接在直流電源上,極板長度為l、板間距離為d;極板右側空間中存在方向垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應強度隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示,t0= .一質量為m、電荷量為q的帶負電粒子以初速度v0沿板間的中心線射入電場,t=0時刻進入磁場時,速度方向與v0的夾角θ=30°,以板間中心線為x軸,極板右邊緣為y軸.不考慮極板正對部分之外的電場,粒子重力不計.求:
(1)M、N間的電壓;
(2)t=t0時刻粒子的速度方向;
(3)t=4t0時刻粒子的位置坐標.
【答案】
(1)
解:粒子在電場中運動的過程中,沿極板方向和垂直于磁場方向分別做勻速運動和勻加速直線運動
l=v0t
vy=at
整理得
(2)
解:0~t0時間內,做圓周運動的周期
所以
0~t0時間內速度方向偏轉了
t0時刻粒子的速度沿y軸負方向
(3)
解:粒子進入磁場時,速度為:
在y軸上位置為:
0~to時間內,做圓周運動的半R1,根據(jù)牛頓第二定律有:
t0~2t0時間內有:
2t0時刻,粒子的速度方向t=0時刻相同,根據(jù)運動的周期性,粒子的運動軌跡示意如圖,根據(jù)幾何知識,4t0時刻粒子的位置坐標
x4=2(R1+R1sinθ﹣R2﹣R2sinθ)
y4=y0﹣2(R1cosθ﹣R2cosθ)
整理得: ,
【解析】(1)根據(jù)題意可知粒子在電場中做類平拋運動,根據(jù)末速度方向求出粒子在豎直方向上速度的增加量,根據(jù)加速度求出電場力,求出MN間電壓;(2)先求出粒子在磁場中的運動周期,跟t0比較,畫出粒子的運動軌跡,求出t=t0時刻粒子的速度方向;(3)求出磁場為2B0時粒子的周期,跟t0比較,畫出完整粒子的運動軌跡,根據(jù)幾何知識求出求出4t0時粒子的坐標.
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【題目】從離地面80m的空中自由落下一個小球,取g=10m/s2 , 求:
(1)經(jīng)過多長時間落到地面
(2)下落時間為總時間的一半時的位移
(3)自開始下落時計時,在第1s內和最后1s內的位移
(4)第2s末的瞬時速度和前2s內的平均速度.
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【題目】如圖甲所示,物體受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直線運動.通過力傳感器和速度傳感器監(jiān)測到推力F、物體速度v隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示.(g=10m/s2)則( )
A.物體的質量m=1.0kg
B.物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.20
C.第2s內物體克服摩擦力做的功W=2.0J
D.前2s內推力F做功的平均功率 =1.5 W
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【題目】如圖所示,B物體的質量是A物體質量的 ,在不計摩擦阻力的情況下,A物體自H高處由靜止開始下落.以地面為參考平面,當物體A的動能與其勢能相等時,物體距地面的高度是 .
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【題目】北京時間2016年5月14日,國際田聯(lián)鉆石聯(lián)賽上海站的比賽在上海體育場拉開帷幕,在男子4×100米接力的比賽中,謝震業(yè)、蘇炳添、張培萌和陳時偉組成的中國隊以38秒71的成績打破賽會紀錄奪冠.如圖所示,這是某一次接力訓練中.已知甲、乙兩運動員經(jīng)短距離加速后都能達到并保持10m/s的速度跑完全程.設乙從起跑后到接棒前的運動是勻加速的,加速度大小為3m/s2 . 乙在接力區(qū)前端聽到口令時起跑,在甲、乙相遇時完成交接棒.在某次練習中,甲以v=10m/s的速度跑到接力區(qū)前端s0=14.0m處向乙發(fā)出起跑口令.已知接力區(qū)的長度為L=20m.求:
(1)此次練習中交接棒處離接力區(qū)前端(即乙出發(fā)的位置)的距離.
(2)為了達到理想成績,需要乙恰好在速度達到與甲相同時被甲追上,則甲應在接力區(qū)前端多遠時對乙發(fā)出起跑口令?
(3)在(2)中,棒經(jīng)過接力區(qū)的時間是多少?
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【題目】某質點作直線運動,速度隨時問的變化的關系式為v=(2t+4)m/s,則對這個質點運動描述,正確的是( )
A.初速度為2 m/s
B.加速度為2 m/s2
C.在3 s末,瞬時速度為9 m/s
D.前3s內,位移為30 m
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【題目】用如圖所示的裝置來探究物體的加速度與力、質量的關系。實驗時,小盤和砝碼牽引小車,使小車做初速度為零的勻加速運動。這個實驗中需要測量的物理量有三個:物體的加速度、物體所受的力、物體的質量,其中質量可以用天平測量。
(1)此實驗中可以不測量加速度的具體值,原因是 。
(2)通過改變 ,就可以改變小車所受到的合力。
(3)在探究加速度與質量關系時,分別以 為縱坐標、 為橫坐標作圖象,這樣就能直觀地看出其關系。
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【題目】如圖所示,質量都為m的小球a、b分別與兩個相同的輕彈簧A,B和輕繩相連接并處于平衡狀態(tài).輕彈簧A與豎直方向的夾角為θ=60°,則( )
A.小球a受到三個力的作用
B.輕彈簧A,B的伸長量之比為4:1
C.輕繩受到的拉力大小是 mg
D.將輕繩剪斷的瞬間,小球b處于失重狀態(tài)
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【題目】如圖,上下邊界間距為l、方向水平向里的勻強磁場區(qū)域位于地面上方高l處.質量為m、邊長為l、電阻為R的正方形線框距離磁場的上邊界l處,沿水平方向拋出,線框的下邊界進入磁場時加速度為零.則線框從拋出到觸地的過程中( )
A.沿水平方向的分運動始終是勻速運動
B.磁場的磁感應強度為
C.產(chǎn)生的電能為2mgl
D.運動時間為2
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