题目内容
如图1所示,水平向左的匀强电场E=4V/m,垂直纸面向里的匀强磁场B=2T,质量m=1g的带正电的小物块A,从M点沿绝缘粗糙的竖直壁无初速滑下,滑行0.8m到N点时离开竖直壁做曲线运动,在P点时小物块A瞬时受力平衡,此时速度与水平方向的夹角为45°,若P与N的高度差为0.8m,求:
(1)A沿壁下滑过程中摩擦力所做的功;
(2)P与N的水平距离.
![]()
见解析
【试题分析】
(1)物体在下滑过程中受力情况如图2所示,因
是变力,F
也是变力,所以小物块做变加速运动,对其运动过程只能由能的观点列式.物块在N点时,墙对其弹力FN=0水平方向有Eq=qvB,所以v=
=2m/s,对M→N过程由动能定理列式有
,代入数据有W
=-6×10-3J.
(2)设P点小物块速度为v1其受力情况如图3所示,由平衡条件有
Eq=qv1B,得v1=2
m/s,小物块由N到P过程中做一般曲线运动,只能由能的观点列式.设N、P水平距离x,竖直距离为y,物体由N→P过程电场力和重力做功,由动能定理mgy-Eqx=
mv12-
mv2,解得x=0.6m.
![]()
![]()
练习册系列答案
相关题目
一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系,他的实验如下:在离地面高度为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量为m的一小钢球接触.当弹簧处于自然长度时,小钢球恰好在桌子边缘,如图5所示.让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使钢球沿水平方向射出桌面,小球在空中飞行后落到水平地面,水平距离为s.
![]()
图5
(1)请你推导出弹簧的弹性势能Ep与小钢球质量m、桌面离地面高度h、水平距离s等物理量的关系式:_____________________.
(2)弹簧的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离s的实验数据如下表所示:
弹簧长度压缩量x/cm | 1.00 | 1.50 | 2.00 | 2.50 | 3.00 | 3.50 |
钢球飞行水平距离s/m | 1.01 | 1.50 | 2.01 | 2.48 | 3.01 | 3.50 |
从上面的实验数据,请你猜测弹簧的弹性势能Ep与弹簧长度的压缩量x之间的关系,并说明理由:________________________________________________.