(20分)如圖所示,水平虛線x下方區(qū)域分布著方向水平、垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場,整個空間存在勻強電場(圖中未畫出)。質(zhì)量為m,電荷量為+q的小球P靜止于虛線x上方A點,在某一瞬間受到方向豎直向下、大小為I的沖量作用而做勻速直線運動。在A點右下方的磁場中有定點O,長為l的絕緣輕繩一端固定于O點,另一端連接不帶電的質(zhì)量同為m的小球Q,自然下垂。保持輕繩伸直,向右拉起Q,直到繩與豎直方向有一小于50的夾角,在P開始運動的同時自由釋放Q,Q到達O點正下方W點時速率為v0。P、Q兩小球在W點發(fā)生正碰,碰后電場、磁場消失,兩小球粘在一起運動。P、Q兩小球均視為質(zhì)點,P小球的電荷量保持不變,繩不可伸長,不計空氣阻力,重力加速度為g。

(1)求勻強電場場強E的大小和P進入磁場時的速率v;
(2)若繩能承受的最大拉力為F,要使繩不斷,F(xiàn)至少為多大?
(3)若P與Q在W點相向(速度方向相反)碰撞時,求A點距虛線X的距離s。
(1)  (2) (3)    (n為大于的整數(shù))

試題分析:(1)設(shè)小球P所受電場力為,則                          ①
在整個空間重力和電場力平衡,有                   ②
聯(lián)立相關(guān)方程得                                 ③
設(shè)小球P受到?jīng)_量后獲得速度為,由動量定理得          ④
得:                                                ⑤
(2)設(shè)P、Q同向相碰后在W點的速度最大,最大速度為,由動量守恒定律得:
                                                              
此刻速度最大輕繩的張力也為最大,由牛頓運動定律得:
                                                                   
聯(lián)立相關(guān)方程,得                          ⑧
(3)設(shè)P在X上方做勻速直線運動的時間為,則      ⑨
設(shè)P在X下方做勻速圓周運動的時間為,則:   ⑩
設(shè)小球Q從開始運動到與P球相向碰撞的運動時間為,由單擺周期性有:
                  ?
由題意,有:                                   ?
聯(lián)立相關(guān)方程,得:
 (n為大于的整數(shù)) ?
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

在光滑水平面上停放著一輛平板車,車上站著質(zhì)量分別為m1和m2的兩個人.現(xiàn)兩人都以相同的對地速度,從車尾跳下車.如果兩人同時跳下車,車的運動速度為v1;如果兩人是先后跳下車,車的運動速度為v2.則(   )
A.一定有v1=v2B.一定有v1>v2C.一定有v1<v2D.與m1和m2的大小有關(guān)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:實驗題

某同學(xué)用如圖所示的(a)圖裝置來探究碰撞中的守恒量,圖中PQ是斜槽,QR為水平槽,(b)圖是多次實驗中某球落到位于水平地面記錄紙上得到10個落點痕跡,有關(guān)該實驗的一些說法,不正確的有
A.入射球和被碰球必須是彈性好的,且要求兩球的質(zhì)量相等,大小相同
B.被碰球靜止放在槽口,入射球必須每次從軌道的同一位置由靜止釋放
C.小球碰撞前后的速度不易測量,所以通過測小球“平拋運動的射程”間接地解決
D.圖(b)可測出碰撞后某球的水平射程為64.7cm(或取64.2cm — 65.2cm之間某值)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,一輛小車靜止在光滑水平面上,A、B兩人分別站在車的兩端.當(dāng)兩人同時相向運動時:(  )

A.若小車不動,兩人速率一定相等;      
B.若小車向左運動,A的動量一定比B的。
C.若小車向左運動,A的動量一定比B的大;
D.若小車向右運動,A的動量一定比B的大。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

有一條捕魚小船?吭诤叴a頭,小船又窄又長,一位同學(xué)想用一個卷尺粗略測定它的質(zhì)量,他進行了如下操作:首先將船平行碼頭自由停泊,然后他輕輕從船尾上船,走到船頭后停下,而后輕輕下船,用卷尺測出船后退的距離d,然后用卷尺測出船長L.已知他自身的質(zhì)量為m,則漁船的質(zhì)量為   (  )
A.B.
C.D.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(9分)如圖所示,一輛質(zhì)量kg的小車靜止在光滑的水平面上,小車上有一質(zhì)量kg的光滑小球,將一輕質(zhì)彈簧壓縮并鎖定,此時彈簧的彈性勢能為J,小球脫離彈簧后與小車右壁的油灰阻擋層碰撞并被粘住,L=1.2m。求:

(1)小球脫離彈簧時小球和小車各自的速度;
(2)整個過程中,小車移動的距離(只要寫出結(jié)果)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

(6分)一個靜止的放射性原子核處于垂直紙面向里的勻強磁場中,由于發(fā)生了某種衰變而形成了如圖所示的兩個圓形徑跡,兩圓半徑之比為1∶16,有:(    )
A.該原子核發(fā)生了α衰變
B.該原子核發(fā)生了β衰變
C.那個打出衰變粒子的反沖核沿小圓作逆時針方向運動
D.該衰變過程結(jié)束后其系統(tǒng)的總質(zhì)量略有增加

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,質(zhì)量均為2.0kg的物塊A、B用輕彈簧相連,放在光滑水平面上,B與豎直墻接觸,另一個質(zhì)量為4.0kg的物塊C以v=3.0m/s的速度向A運動,C與A碰撞后粘在一起不再分開,它們共同向右運動,并壓縮彈簧,求:

(1)彈簧的最大彈性勢能Ep能達到多少?
(2)以后的運動中,B將會離開豎直墻,那么B離開墻后彈簧的最大彈性勢能是多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

(5分)、如下圖所示,質(zhì)量為M的盒子放在光滑的水平面上,盒子內(nèi)表面不光滑,盒內(nèi)放有一塊質(zhì)量為m的物體.從某一時刻起給m一個水平向右的初速度v0,那么在物塊與盒子前后壁多次往復(fù)碰撞后(    )
A.兩者的速度均為零
B.兩者的速度總不會相等
C.車的最終速度為mv0/M,向右
D.車的最終速度為mv0/(M+m),向右

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