题目内容

【题目】如图所示,虚线左侧存在方向竖直向上、强度为E的匀强电场和方向垂直纸面向里、强度为B的匀强磁场,虚线右侧存在方向竖直向下、强度也为E的匀强电场, 为以O点为圆心的光滑绝缘圆弧。一质量为m,带电量为+q的小球(可视为质点)由M点静止释放,经过一段时间后运动至M点正下方的Q点(图中没有画出)。已知,电场强度,圆弧半径为L,重力加速度为g。求:

1)小球运动至N点时对轨道的压力;

2M点和Q点之间的距离。

【答案】(1) 6mg,方向竖直向下,(2)

【解析】

1)小球由M点运动到N点做圆周运动,设小球运动到N点速度为v,由动能定理得:

其中:

由牛顿第二定律可得:

解得:

由牛顿第三定律可得:小球运动至N点时对轨道的压力大小为6mg,方向竖直向下

2)小球由N点运动到P点做匀速圆周运动

小球由P点运动到Q点做类平抛运动

水平方向上:

竖直方向上:

根据牛顿第二定律:

解得:

M点和Q点之间的距离为:

练习册系列答案
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【题目】如图所示,用质量为m的重物通过滑轮牵引小车,使它在长木板上运动,打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成探究动能定理的实验。

(1)打点计时器使用的电源是_________(选填选项前的字母)。

A.直流电源 B.交流电源

(2)实验中,需要平衡摩擦力和其他阻力。正确操作方法是_______(选填选项前的字母)。

A.把长木板右端垫高 B.改变小车的质量

(3)在不挂重物且______(选填选项前的字母)的情况下,轻推一下小车,若小车拖着纸带做匀速运动,表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。

A.计时器不打点 B.计时器打点

(4)接通电源,释放小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,将打下的第一个点标为O。在纸带上依次去A、B、C……若干个计数点,已知相邻计数点间的时间间隔为T。测得A、B、C……各点到O点的距离为x1x2x3……,如图所示。

实验中,重物质量远小于小车质量,可认为小车所受的拉力大小为mg,从打O点打B点的过程中,拉力对小车做的功W=_______,打B点时小车的速度v=________

(5)以v2为纵坐标,W为横坐标,利用实验数据作如图所示的v2W图象。由此图象可得v2W变化的表达式为_________________。根据功与能的关系,动能的表达式中可能包含v2这个因子;分析实验结果的单位关系,与图线斜率有关的物理量应是_________

(5)假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响,若重物质量不满足远小于小车质量的条件,则从理论上分析,图中正确反映v2W关系的是______________

A. B. C. D.

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