一根長為l的絕緣細(xì)線一端固定,另一端連著一質(zhì)量為m的帶正電A球,置于水平向左的電場中,已知A球所受的電場力大小為。另有一質(zhì)量為2m的B球靜止地懸掛在一彈簧下端(B球與彈簧均為絕緣材料制成),彈簧伸長,現(xiàn)讓A球沿如圖虛線上擺,擺到水平位置時(shí)速度,恰好與B球發(fā)生正碰,B球受碰后向上振動(dòng),到達(dá)最高點(diǎn)時(shí),彈簧被壓縮。求:A球回到最低點(diǎn)M時(shí)細(xì)線受到的拉力大小。   
(3+)mg
mv0=mv1+2mv2 …………………………………………………………………………………2′
B球向上振動(dòng),機(jī)械能守恒
2mv22=2mg……………………………………………………………………………………2′
v1=0  ……………………………………………………………………………………………1′
A球所受合力F=………………………………………………………………………2′
A球沿合力方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)直到細(xì)線繃直
Fl=mv2/2 ………………………………………………………………………………………2′
(以上兩步寫為:qEl/2+mgl= mv2/2 直接得4分)
分解v
vx=vcos30°………………………………………………………………2′
A球以vx的速度向下擺,到最低點(diǎn)
由動(dòng)能定理得:
mgl(1-cos30°)+qElsin30°=mv2/2 -mvx2/2 ………………………………………………4′
最低點(diǎn):T-mg=mv2/l …………………………………………………………………………2′
T= (3+)mg ………………………………………………………………………………2′
由牛頓第三定律知,細(xì)線受到的拉力T′=T= (3+)mg …………………………………1′
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示(俯視),MN和PQ是兩根固定在同一水平面上的足夠長且電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌.兩導(dǎo)軌間距為L=0.2m,其間有一個(gè)方向垂直水平面豎直向下的勻強(qiáng)磁場B1=5.0T.導(dǎo)軌上NQ之間接一電阻R1=0.40Ω,阻值為R2=0.10Ω的金屬桿垂直導(dǎo)軌放置并與導(dǎo)軌始終保持良好接觸.兩導(dǎo)軌右端通過金屬導(dǎo)線分別與電容器C的兩極相連.電容器C緊靠準(zhǔn)直裝置b,b緊挨著帶小孔a(只能容一個(gè)粒子通過)的固定絕緣彈性圓筒.圓筒壁光滑,筒內(nèi)有垂直水平面豎直向下的勻強(qiáng)磁場B2,O是圓筒的圓心,圓筒的內(nèi)半徑r=0.40m.
(1)用一個(gè)方向平行于MN水平向左且功率恒定為P=80W的外力F拉金屬桿,使桿從靜止開始向左運(yùn)動(dòng).已知桿受到的摩擦阻力大小恒為Ff=6N,求:當(dāng)金屬桿最終勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)桿的速度大小及電阻R1消耗的電功率?
(2)當(dāng)金屬桿處于(1)問中的勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí),電容器C內(nèi)緊靠極板的D處的一個(gè)帶正電的粒子經(jīng)C加速、b準(zhǔn)直后從a孔垂直磁場B2并正對(duì)著圓心O進(jìn)入筒中,該帶電粒子與圓筒壁碰撞四次后恰好又從小孔a射出圓筒.已知該帶電粒子每次與筒壁發(fā)生碰撞時(shí)電量和能量都不損失,不計(jì)粒子的初速度、重力和空氣阻力,粒子的荷質(zhì)比q/m=5×107(C/kg),則磁感應(yīng)強(qiáng)度B2多大(結(jié)果允許含有三角函數(shù)式)?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

如圖所示,用絕緣細(xì)線拴一個(gè)質(zhì)量為m的小球,小球在豎直向下的場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中的豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).則小球帶___________電荷,所帶電荷量為___________.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖甲所示,在邊界MN左側(cè)存在斜方向的勻強(qiáng)電場E1,在MN的右側(cè)有豎直向上、場強(qiáng)大小為E2=0.4N/C的勻強(qiáng)電場,還有垂直紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場B(圖甲中未畫出)和水平向右的勻強(qiáng)電場E3(圖甲中未畫出),B和E3隨時(shí)間變化的情況如圖乙所示,P1P2為距MN邊界2.28m的豎直墻壁,現(xiàn)有一帶正電微粒質(zhì)量為4×10-7kg,電量為1×10-5C,從左側(cè)電場中距MN邊界m的A處無初速釋放后,沿直線以1m/s速度垂直MN邊界進(jìn)入右側(cè)場區(qū),設(shè)進(jìn)入右側(cè)場時(shí)刻t=0, 取g =10m/s2.求:
(1)MN左側(cè)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E1的大小及方向。(sin37º=0.6);
(2)帶電微粒在MN右側(cè)場區(qū)中運(yùn)動(dòng)了1.5s時(shí)的速度的大小及方向;
(3)帶電微粒在MN右側(cè)場區(qū)中運(yùn)動(dòng)多長時(shí)間與墻壁碰撞?(≈0.19)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如題25圖所示,在直角坐標(biāo)xOy平面y軸左側(cè)(含y軸)有一沿y軸負(fù)向的勻強(qiáng)電場,一質(zhì)量為m,電量為q的帶正電粒子從x軸上P處以速度v0沿x軸正向進(jìn)入電場,從y軸上Q點(diǎn)離開電場時(shí)速度方向與y軸負(fù)向夾角=30°,Q點(diǎn)坐標(biāo)為(0,-d),在y軸右側(cè)有一與坐標(biāo)平面垂直的有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域(圖中未畫出),磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小,粒子能從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸負(fù)向再進(jìn)入電場.不計(jì)粒子重力,求:

(1)電場強(qiáng)度大小E;
(2)如果有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域?yàn)榘雸A形,求磁場區(qū)域的最小面積;
(3)粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的總時(shí)間.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,一質(zhì)量為m,電荷量為q的粒子從容器A下方小孔S1飄入電勢差為U的加速電場,然后讓粒子經(jīng)過S3沿著與磁場垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,最后打到底片D上.

(1)粒子進(jìn)入磁場時(shí)的速率。
(2)求粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(20分)如圖所示,在坐標(biāo)系xOy所在平面內(nèi)有一半徑為a的圓形區(qū)域,圓心坐標(biāo)O1a , 0),圓內(nèi)分布有垂直xOy平面的勻強(qiáng)磁場。在坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一個(gè)放射源,放射源開口的張角為90°,x軸為它的角平分線。帶電粒子可以從放射源開口處在紙面內(nèi)朝各個(gè)方向射出,其速率v、質(zhì)量m、電荷量+q均相同。其中沿x軸正方向射出的粒子恰好從O1點(diǎn)的正上方的P點(diǎn)射出。不計(jì)帶電粒子的重力,且不計(jì)帶電粒子間的相互作用。
(1)求圓形區(qū)域內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向;
(2)a.判斷沿什么方向射入磁場的帶電粒子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長,并求最長時(shí)間;
b.若在ya的區(qū)域內(nèi)加一沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場,放射源射出的所有帶電粒子運(yùn)動(dòng)過程中將在某一點(diǎn)會(huì)聚,若在該點(diǎn)放一回收器可將放射源射出的帶電粒子全部收回,分析并說明回收器所放的位置。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖下圖所示,坐標(biāo)空間中有場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場和磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)
磁場,y軸為兩種場的分界面,圖中虛線為磁場區(qū)的右邊界,F(xiàn)有一質(zhì)量為m.電量為-q的
帶電粒子,從電場中的P點(diǎn)以初速度V0沿x軸正方向開始運(yùn)動(dòng),已知P點(diǎn)的坐標(biāo)為
(-L,0)且,試求:
(1)帶電粒子運(yùn)動(dòng)到Y(jié)軸上時(shí)的速度
(2)要使帶電粒子能穿越磁場區(qū)域而不再返回到電場中,磁場的寬度最大為多少(不計(jì)帶電粒子的重力)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,L1和L2為平行線,L1上方和L2下方都是垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同的勻強(qiáng)磁場,AB兩點(diǎn)都在L2上.帶電粒子從A點(diǎn)以初速v與L2成30°斜向上射出,經(jīng)過偏轉(zhuǎn)后正好過B點(diǎn),經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)速度方向也斜向上,不計(jì)重力,下列說法中正確的是:
A.帶電粒子經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度一定跟在A點(diǎn)的速度相同。
B.若帶電粒子在A點(diǎn)時(shí)的初速度變大(方向不變),該粒子仍能經(jīng)過B點(diǎn)。
C.若只將帶電粒子的電量增大,其它不變,該粒子一定不能經(jīng)過B點(diǎn)。
D.帶電粒子一定帶正電荷。

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同步練習(xí)冊(cè)答案