题目内容
【题目】如图所示,在竖直平面内的xoy直角坐标系中,MN与水平x轴平行,在MN与x轴之间有竖直向上的匀强电场和垂直坐标平面水平向里的匀强磁场,电场强度E=2N/C,磁感应强度B=1T,从y轴上的P点沿x轴方向以初速度v0=1m/s水平抛出一带正电的小球,小球的质量为m=2×10-6kg,电荷量q=1×10-5C,g取10m/s2。已知P点到O点的距离为d0=0.15m,.MN到x轴距离为d=0.20m.(π=3.14,=1.414,=1.732,结果保留两位有效数字)
(1)求小球从P点运动到x轴时速度方向与x轴正方向的夹角θ;
(2)求小球从P点运动至MN边界所用的时间;
(3)当小球从P点运动到x轴时撤去电场,求小球到达MN边界时的速度。
【答案】(1)60°(2)(3),与水平方向成45°
【解析】(1)由平抛运动的规律,小球做平抛运动的时间为t1,进入磁场的速度为v,进入磁场时速度与x轴的夹角为,则
,解得
,
解得,
(2)小球进入电磁场区域时,
故小球作匀速圆周运动,设轨迹半径为r,则,解得
由几何关系,小球运动到MN时轨迹与MN相切,在电磁场中运动的时间
小球从P点运动到MN所用时间
(3)撤去电场后小球运动至MN时速度大小为v1,方向与水平方向成角,
由动能定理,解得
取小球在水平方向上的运动分析,由动量定理:,
即,解得
【题目】某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。
(1)将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧,弹簧轴线和刻度尺都应在________方向(填“水平”或“竖直”)。
(2)弹簧自然悬挂,待弹簧静止时,长度记为L0;弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为Lx;在砝码盘中每次增加10 g砝码,弹簧长度依次记为L1至L6,数据如下表:
代表符号 | L0 | Lx | L1 | L2 | L3 | L4 | L5 | L6 |
数值(cm) | 25.35 | 27.35 | 29.35 | 31.30 | 33.4 | 35.35 | 37.40 | 39.30 |
表中有一个数值记录不规范,代表符号为________。由表可知所用刻度尺的最小分度为________。
(3)如图是该同学根据表中数据作的图,纵轴是砝码的质量,横轴是弹簧长度与________的差值(填“L0”或“Lx”)。
(4)由图可知弹簧的颈度系数为________N/m;通过图和表可知砝码盘的质量为________g(结果保留两位有效数字,重力加速度取9.8 m/s2)。