题目内容
4.(1)粒子X飞离G点时的速度;
(2)两个粒子X、Y分别飞入O点时的初速度之比.
分析 粒子在电场中做类平抛运动,在水平方向做匀速直线运动,竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动;
(1)对X粒子,应用类平抛运动的规律求出粒子的速度,求出粒子的初速度,应用动能定理求出粒子离开G点的速度.
(2)Y粒子在电场中做类平抛运动,应用类平抛运动规律可以求出粒子的初速度,然后求出初速度之比.
解答 解:粒子在电场中做类平抛运动;![]()
(1)对X粒子,由牛顿第二定律可得:a=$\frac{Eq}{m}$,
竖直方向:L=$\frac{1}{2}$at2,
水平方向为:$\frac{2\sqrt{3}}{3}$L=v0t,
解得:v0=$\sqrt{\frac{EqL}{m}}$;
对OG过程由动能定理可知:
EqL=$\frac{1}{2}$mv2-$\frac{1}{2}$mv02
解得:v=$\sqrt{\frac{EqL}{3m}}$;
(2)Y粒子在电场中做类平抛运动,粒子y则从H点垂直于AC边飞离,由几何知识得:
OF=L,OH=$\frac{\sqrt{2}}{2}$L,
x=OHcos45°=$\frac{1}{2}$L,y=OHsin45°=$\frac{1}{2}$L,
在水平方向:x=v0Yt,
在竖直方向:y=$\frac{1}{2}$$\frac{qE}{m}$t2,
解得:v0Y=$\frac{1}{2}$$\sqrt{\frac{qEL}{m}}$,
粒子初速度之比:$\frac{{v}_{0X}}{{v}_{0Y}}$=$\frac{\sqrt{\frac{qEL}{m}}}{\frac{1}{2}\sqrt{\frac{qEL}{m}}}$=$\frac{2}{1}$;
答:(1)粒子X飞离G点时的速度为$\sqrt{\frac{EqL}{3m}}$;
(2)两个粒子X、Y分别飞入O点时的初速度之比为2:1.
点评 带电粒子在匀强电场中做类平抛运动,应用类平抛运动规律可以解题;本题解题的关键是分析清楚粒子运动过程,几何知识的应用.
| A. | 斜面对物块m做正功 | B. | 合力对物体m做功为零 | ||
| C. | 摩擦力对物体m做负功 | D. | 支持力对物体m做正功 |
| A. | 热机中,燃气内能不可能全部转化为机械能 | |
| B. | 一个物体的机械能不可能全部转化为内能 | |
| C. | 在火力发电机中,燃气的内能不可能全部转化为电能 | |
| D. | 在热传导中,热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体 |
| A. | 木块在碗边受到的弹力最大 | B. | 它的加速度恒定 | ||
| C. | 木块在碗内最低点的摩擦力为零 | D. | 木块所受合力为零 |
| A. | F=$\frac{2mMg}{m+M}$ | B. | F=$\frac{mMg}{m+M}$ | C. | F=Mg | D. | F=mg |
| A. | 液滴在运动过程中速度不变 | |
| B. | 液滴所带的电荷一定为负电荷,电量大小为$\frac{mg}{E}$ | |
| C. | 液滴一定沿顺时针方向运动 | |
| D. | 液滴可以沿逆时针方向运动,也可以沿顺时针方向运动 |
| A. | 若只增大入射速度大小,则B点向右移 | |
| B. | 不管速率是增大还是减小,只要不改变方向,粒子一定通过B点 | |
| C. | 若增大θ,则B点将向左移 | |
| D. | 如果只改变电性,B点位置一定改变 |