長為L=0.5 m兩端開口的玻璃管，管壁很薄，內(nèi)壁光滑且絕緣，在管的中點(diǎn)處放有一帶電荷量為q=1×10-4 C的帶電小球，小球質(zhì)量m=4×10-6 kg，管置于光滑的水平桌面上，桌面離地面的高度為H=1.1 m。管所在空間有區(qū)域足夠大的豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.4 T。在與管垂直的方向上施以水平作用力F，使管由圖示位置開始沿F的方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度大小為v=5 m/s，g取10 m/s2。

（1）說明小球的運(yùn)動(dòng)軌跡；

（2）求出小球在管中運(yùn)動(dòng)過程中，拉力F與時(shí)間t的關(guān)系；

（3）求出小球由管中點(diǎn)到達(dá)管口所用的時(shí)間及到達(dá)管口時(shí)相對(duì)地面的速度；

（4）求出小球落地時(shí)的速度大小。

(1)拋物線

（2）小球的運(yùn)動(dòng)可分解為沿F方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和沿管方向的初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，小球沿管方向受力F1=qvB

產(chǎn)生的加速度a=F1/m=qvB/m

速度v1=at =qvBt/m

則F=qv1B=q2B2vt/m

代入數(shù)值得F=2×10-3t。

(3)由s=at2/2

得t=0.1 s

到達(dá)管口時(shí)的速度vx=at=5 m/s

對(duì)地速度為v3==5m/s。

(4)由機(jī)械能守恒得

mgH=mv42/2-mv32/2

解得v4=6m/s。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖3-6-14所示，在傾角為30°的斜面上，固定兩條無限長的平行光滑導(dǎo)軌，一個(gè)勻強(qiáng)磁場垂直于斜面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4 T，導(dǎo)軌間距L=0.5 m.兩根金屬棒ab、cd平行地放在導(dǎo)軌上，金屬棒質(zhì)量mab=0.1 kg,mcd=0.2 kg，兩金屬棒總電阻r=0.2 Ω，導(dǎo)軌電阻不計(jì).現(xiàn)使金屬棒ab以v=1.5 m/s的速度沿斜面向上勻速運(yùn)動(dòng)，求:

圖3-6-14

（1）金屬棒cd的最大速度；

（2）在cd有最大速度時(shí)，作用在金屬棒ab上的外力做功的功率.

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科目：高中物理 來源： 題型：

2008北京奧運(yùn)會(huì)上100 m賽跑跑道兩側(cè)設(shè)有跟蹤儀，其原理如圖所示，水平面上兩根足夠長的金屬導(dǎo)軌平行固定放置，間距為L=0.5 m，一端通過導(dǎo)線與阻值為R =0. 5Ω的電阻連接；導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為m=0.5kg的金屬桿（如圖甲），金屬桿與導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)；均勻磁場豎直向下。用與導(dǎo)軌平行的拉力F作用在金屬桿上，使桿運(yùn)動(dòng)。當(dāng)改變拉力的大小時(shí)，相對(duì)應(yīng)的速度v也會(huì)變化，從而使跟蹤儀始終與運(yùn)動(dòng)員保持一致。已知v和F的關(guān)系如圖乙。（取重力加速度g＝10）

A．金屬桿受到的拉力與速度成正比

B．該磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為IT

C．圖象與橫軸截距表示金屬桿與導(dǎo)軌間的阻力大小

D．導(dǎo)軌與金屬桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0. 4

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科目：高中物理 來源：2013屆浙江省慈溪中學(xué)高三第一次月考物理試卷（帶解析） 題型：計(jì)算題

如圖所示，將傾角θ=30°、表面粗糙的斜面固定在地面上，用一根輕質(zhì)細(xì)繩跨過兩個(gè)光滑的半徑很小的滑輪連接甲、乙兩物體（均可視為質(zhì)點(diǎn)），把甲物體放在斜面上且細(xì)繩與斜面平行，把乙物體懸在空中，并使細(xì)繩拉直且偏離豎直方向α=60°。開始時(shí)甲、乙均靜止�，F(xiàn)同時(shí)釋放甲、乙兩物體，乙物體將在豎直平面內(nèi)往返運(yùn)動(dòng)，測(cè)得繩長OA為l="0.5" m，當(dāng)乙物體運(yùn)動(dòng)經(jīng)過最高點(diǎn)和最低點(diǎn)時(shí)，甲物體在斜面上均恰好未滑動(dòng)，已知乙物體的質(zhì)量為  m="1" kg，忽略空氣阻力，取重力加速度g="10" m/s2，求：

（1）乙物體在豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)的速度大小以及所受的拉力大小
（2）甲物體的質(zhì)量以及斜面對(duì)甲物體的最大靜摩擦力的大小
（3）斜面與甲物體之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力）

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科目：高中物理 來源：2012年2月高三高考模擬優(yōu)化重組專題卷（四）物理卷（帶解析） 題型：計(jì)算題

（2012年2月山東濰坊重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考）如圖所示，用內(nèi)壁光滑的薄壁細(xì)管彎成的“S”形軌道固定于豎直平面內(nèi)，彎曲部分是由兩個(gè)半徑均為R =" 0.2" m 的半圓平滑對(duì)接而成(圓的半徑遠(yuǎn)大于細(xì)管內(nèi)徑)．軌道底端A與水平地面相切，頂端與一個(gè)長為l =" 0.9" m的水平軌道相切B點(diǎn)．一傾角為θ = 37°的傾斜軌道固定于右側(cè)地面上，其頂點(diǎn)D與水平軌道的高度差為h =" 0.45" m，并與其它兩個(gè)軌道處于同一豎直平面內(nèi)．一質(zhì)量為m =" 0.1" kg 的小物體(可視為質(zhì)點(diǎn))在A點(diǎn)被彈射入“S”形軌道內(nèi)，沿軌道ABC運(yùn)動(dòng)，并恰好從D點(diǎn)以平行斜面的速度進(jìn)入斜軌道．小物體與BC段間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ = 0.5． (不計(jì)空氣阻力，g取10 m/s2．sin37°= 0.6，cos37°=" 0.8)"

(1)小物體從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)所用的時(shí)間；
(2)小物體運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)對(duì)“S”形軌道的作用力大小和方向；
(3)小物體在A點(diǎn)的動(dòng)能．

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科目：高中物理 來源：廣東省模擬題 題型：計(jì)算題

如圖所示，傾角為37°的足夠大斜面以直線MN為界由兩部分組成，MN垂直于斜面的水平底邊PQ且其左邊光滑右邊粗糙，斜面上固定一個(gè)既垂直于斜面又垂直于MN的粗糙擋板。質(zhì)量為m1=3 kg的小物塊A置于擋板與斜面間，A與擋板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1=0.1。質(zhì)量為m2=1 kg的小物塊B用不可伸長的細(xì)線懸掛在界線MN上的O點(diǎn)，細(xì)線長為l=0.5 m，此時(shí)，細(xì)線恰好處于伸直狀態(tài)。A，B可視為質(zhì)點(diǎn)且與斜面粗糙部分的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ2=0.3，它們的水平距離s=7.5 m．現(xiàn)A以水平初速v0=5 m/s向右滑動(dòng)并恰能與B發(fā)生彈性正碰。g=10 m/s2，求：
(1)A碰撞前向右滑動(dòng)時(shí)受到的摩擦力；
(2)碰后A滑行的位移；
(3)B沿斜面做圓周運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的速度。

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