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如图甲所示,一个绝缘倾斜直轨道固定在竖直面内,轨道的AB部分粗糙,BF部分光滑。整个空间存在着竖直方向的周期性变化的匀强电场,电场强度随时间的变化规律如图乙所示,t=0时电场方向竖直向下。在虚线的右侧存在着垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为。现有一个质量为m,电量为q的带正电的物体(可以视为质点),在t=0时从A点静止释放,物体与轨道间的动摩擦因数为,t=2s时刻,物体滑动到B点。在B点以后的运动过程中,物体没有离开磁场区域,物体在轨道上BC段的运动时间为1s,在轨道上CD段的运动时间也为1s。(物体所受到的洛伦兹力小于2mgcosθ

1.若轨道倾角为,求物块滑动到B的速度大小。

2.若轨道倾角θ角未知,而已知BC及CD的长度分别为S1、S2,求出倾角的三角函表达式(用S1、S2、g表示)

3.观察物体在D点以后的运动过程中,发现它并未沿着斜面运动,而且物块刚好水平打在H点处的竖直挡板(高度可以忽略)上停下,斜面倾角已知,求F点与H点的间距L。

 

 

 

1.t0=1s

2.

3.

解析:(1)由题意可知qE=mg       1分

t=0 到t=1s过程中,对物体有

2mgsinθ-2μmgcosθ=ma              2分

t=1s到t=2s过程中物体做匀速直线运动,所以

VB=at0=2gsinθ-2μgcosθ              2分

其中t0=1s

(2)物体在t=2s到t=3s做匀加速直线运动,加速度为

a'=2gsinθ                       1分

在t=3s到t=4s做匀速圆周运动,周期为

                     1分

刚好完成一周,在t=4s到t=5s继续以a'做匀加速运动到D点,则

S2-S1=a't02                                 2分

解得:             1分

(3)物体运动到D点时速度为

VD=VBa'·2t0=6gsinθ-2μg cosθ       2分

离开D点后做匀速圆周运动,半径为R,轨迹如图,则

                       1分

由几何关系可知             2分

联立解得      1分

 

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图甲所示,一个绝缘倾斜直轨道固定在竖直面内,轨道的AB部分粗糙,BF部分光滑.整个空间存在着竖直方向的周期性变化的匀强电场,电场强度随时间的变化规律如图乙所示,t=0时电场方向竖直向下.在虚线的右侧存在着垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B=
2πmq
.现有一个质量为m,电量为q的带正电的物体(可以视为质点),在t=0时从A点静止释放,物体与轨道间的动摩擦因数为μ,t=2s时刻,物体滑动到B点.在B点以后的运动过程中,物体没有离开磁场区域,物体在轨道上BC段的运动时间为1s,在轨道上CD段的运动时间也为1s.(物体所受到的洛伦兹力小于2mgcosθ)
(1)若轨道倾角为θ,求物块滑动到B的速度大小.
(2)若轨道倾角θ角未知,而已知BC及CD的长度分别为S1、S2,求出倾角θ的三角函表达式(用S1、S2、g表示)
(3)观察物体在D点以后的运动过程中,发现它并未沿着斜面运动,而且物块刚好水平打在H点处的竖直挡板(高度可以忽略)上停下,斜面倾角θ已知,求F点与H点的间距L.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图甲所示,一个绝缘倾斜直轨道固定在竖直面内,轨道的AB部分粗糙,BF部分光滑.整个空间存在着竖直方向的周期性变化的匀强电场,电场强度随时间的变化规律如图乙所示,t=0时电场方向竖直向下.在虚线的右侧存在着垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B=
2πmq
.现有一个质量为m,电量为q的带正电的物体(可以视为质点),在t=0时从A点静止释放,物体与轨道间的动摩擦因数为μ,t=2s时刻,物体滑动到B点.在B点以后的运动过程中,物体没有离开磁场区域,物体在轨道上BC段的运动时间为1s,在轨道上CD段的运动时间也为1s.(物体所受到的洛伦兹力小于2mgcosθ)
(1)由于轨道倾角未知,一位同学拿到了量角器,将其测出,记为θ.在AB阶段,由此可以计算出物块滑动到B时的速度,请你帮他完成此次计算,并定性说明物体在AB阶段做何种运动?
(2)另一位同学并未使用量角器,而是用直尺测出了BC以及CD的长度,记为S1,S2,同样可以得到轨道倾角θ,请你帮他完成此次计算.(计算出θ的三角函数值即可)
(3)观察物体在D点以后的运动过程中,发现它并未沿着斜面运动,而且物块刚好水平打在H点处的挡板(高度可以忽略)上停下,斜面倾角θ已知,求F点与H点的间距L,并在图乙中画出物体全程的运动轨迹.

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科目:高中物理 来源:2011-2012学年度河南省商丘市高三第一学期期末考试物理卷 题型:计算题

如图甲所示,一个绝缘倾斜直轨道固定在竖直面内,轨道的AB部分粗糙,BF部分光滑。整个空间存在着竖直方向的周期性变化的匀强电场,电场强度随时间的变化规律如图乙所示,t=0时电场方向竖直向下。在虚线的右侧存在着垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为。现有一个质量为m,电量为q的带正电的物体(可以视为质点),在t=0时从A点静止释放,物体与轨道间的动摩擦因数为,t=2s时刻,物体滑动到B点。在B点以后的运动过程中,物体没有离开磁场区域,物体在轨道上BC段的运动时间为1s,在轨道上CD段的运动时间也为1s。(物体所受到的洛伦兹力小于2mgcosθ
【小题1】若轨道倾角为,求物块滑动到B的速度大小。
【小题2】若轨道倾角θ角未知,而已知BC及CD的长度分别为S1、S2,求出倾角的三角函表达式(用S1、S2、g表示)
【小题3】观察物体在D点以后的运动过程中,发现它并未沿着斜面运动,而且物块刚好水平打在H点处的竖直挡板(高度可以忽略)上停下,斜面倾角已知,求F点与H点的间距L。

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科目:高中物理 来源:2012届度河南省商丘市高三第一学期期末考试物理卷 题型:计算题

如图甲所示,一个绝缘倾斜直轨道固定在竖直面内,轨道的AB部分粗糙,BF部分光滑。整个空间存在着竖直方向的周期性变化的匀强电场,电场强度随时间的变化规律如图乙所示,t=0时电场方向竖直向下。在虚线的右侧存在着垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为。现有一个质量为m,电量为q的带正电的物体(可以视为质点),在t=0时从A点静止释放,物体与轨道间的动摩擦因数为,t=2s时刻,物体滑动到B点。在B点以后的运动过程中,物体没有离开磁场区域,物体在轨道上BC段的运动时间为1s,在轨道上CD段的运动时间也为1s。(物体所受到的洛伦兹力小于2mgcosθ

1.若轨道倾角为,求物块滑动到B的速度大小。

2.若轨道倾角θ角未知,而已知BC及CD的长度分别为S1、S2,求出倾角的三角函表达式(用S1、S2、g表示)

3.观察物体在D点以后的运动过程中,发现它并未沿着斜面运动,而且物块刚好水平打在H点处的竖直挡板(高度可以忽略)上停下,斜面倾角已知,求F点与H点的间距L。

 

 

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