3.[聊城市]17.如图所示.地面附近的坐标系xoy在竖直平面内.空气有沿水平方向垂直于纸面向里.磁感应强度大小为B的匀强磁场.在x<0的空间内还有沿x轴负方向.场强大小为E的匀强电场.一个带正电的油滴经图中x轴上的M点.沿与水平方向成a=30°角斜向下的直线运动.进入x>0的区域.要使油滴进入x>0的区域后能在竖直平面内做匀速圆周运动.需在x>0区域加一个匀强电场.若带电油滴做圆周运动通过x轴上的N点.且MO=ON.重力加速度为g.求: (1)油滴运动的速度大小, (2)在x>0区域内所加电场的场强大小及方向, (3)油滴从M点到N点所用的时间. [解](1)带电油滴在x<0区域内受重力mg.电场力qE和洛仑兹力f.油滴沿直线运动.重力和电场力为恒力.则与运动方向垂直的洛仑兹力f的大小一定不能变化.因此油滴一定做匀速直线运动. 由平衡条件可知 ① ② 由①②两式得 ③ ④ (2)因油滴进入x>0区域后做匀速圆周运动. 所受电场力与重力等大方向. 即 ⑤ 由④⑤得 ⑥ (3)油滴从P点进入x>0区域.然后做匀速圆周运动.其轨迹所对应的圆心角为 120°.油滴从P到N的时间 ⑦ 由④⑦得: ⑧ 由几何关系可知:图中油滴从M到P的时间 ⑨ 又 ⑩ 又④⑨⑩得 11 从M到N的总时间 12 评分标准:以上各式每式1分 【查看更多】

 

题目列表(包括答案和解析)

(12分)如图所示,一带电微粒质量为m=2.0×10-11kg、电荷量q=+1.0×10-5C,从静止开始经电压为U1=100V的电场加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中,微粒射出电场时的偏转角θ=30?,并接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D=34.6cm的匀强磁场区域。已知偏转电场中金属板长L=20cm,两板间距d=17.3cm,重力忽略不计。

求:⑴带电微粒进入偏转电场时的速率v1;

⑵偏转电场中两金属板间的电压U2;

⑶为使带电微粒不会由磁场右边射出,该匀强磁场的磁感应强度B至少多大?

 

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(12分)如图所示,物体A重100 N,物体B重20 N,A与水平桌面间的最大静摩擦力是30 N,整个系统处于静止状态,这时A受到的静摩擦力是多大?如果逐渐加大B的重力,而仍保持系统静止,则B物体重力的最大值是多少?

图2-17

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(12分)如图所示,物体A重100 N,物体B重20 N,A与水平桌面间的最大静摩擦力是30 N,整个系统处于静止状态,这时A受到的静摩擦力是多大?如果逐渐加大B的重力,而仍保持系统静止,则B物体重力的最大值是多少?

图2-17

【解析】:以结点O为研究对象,建立直角坐标系.

x轴上:

FA=Tcos45°①

y轴上:

FB=GB=Tsin45°②

①②联立,得

FA=GBtan45°

代入其值得FA=20 N,以A为研究对象,受力分析,可得fA=F′A=FA=20 N,方向水平向右.当逐渐增大B的重力时,要使系统处于平衡状态,当A达到最大静摩擦力时,B物体的重力达到最大.由上述表达式可知:

GBm==30 N

故A受到的静摩擦力为20 N,B物体的重力最大值为30 N.

 

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(12分)如图所示,质量为5 kg的物块在水平拉力F=15 N的作用下,从静止开始向右运动.物体与水平地面间的动摩擦因数μ=0.2.求:

图3-17

(1)在力F的作用下,物体在前10 s内的位移;[来源:学+科+网]

(2)在t=10 s末立即撤去力F,再经6 s物体还能运动多远?(g取10 m/s2)

【解析】:(1)物体在前10 s内受四个力:重力mg、支持力N、拉力F及滑动摩擦力f,如图所示.

根据牛顿第二定律有

N-mg=0①

F-f=ma1②

又f=μN③

联立解得

a1== m/s2=1 m/s2

由位移公式求出前10 s内的位移为

x1=a1t2=×1×102 m=50 m.

(2)物体在10 s末的速度

v1=a1t=1×10 m/s=10 m/s

10 s后物体做匀减速直线运动,其加速度大小为a2==μg=0.2×10 m/s2=2 m/s2

要考虑物体做匀减速运动最长能运动多长时间,设最长还能运动的时间为t′

t′== s=5 s.

可见,物体经5 s就停下,故6 s内的位移[来源:Zxxk.Com]

x2==25 m.

 

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(12分)如图所示,物体A重100 N,物体B重20 N,A与水平桌面间的最大静摩擦力是30 N,整个系统处于静止状态,这时A受到的静摩擦力是多大?如果逐渐加大B的重力,而仍保持系统静止,则B物体重力的最大值是多少?

图2-17

【解析】:以结点O为研究对象,建立直角坐标系.

x轴上:

FA=Tcos45°①

y轴上:

FB=GB=Tsin45°②

①②联立,得

FA=GBtan45°

代入其值得FA=20 N,以A为研究对象,受力分析,可得fA=F′A=FA=20 N,方向水平向右.当逐渐增大B的重力时,要使系统处于平衡状态,当A达到最大静摩擦力时,B物体的重力达到最大.由上述表达式可知:

GBm==30 N

故A受到的静摩擦力为20 N,B物体的重力最大值为30 N.

 

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同步练习册答案