如图3-13所示.质量为m=5×10-8kg的带电粒子.以初速度v0=3m/s.从水平放置的平行金属板的正中同射入两板之间的匀强电场中.已知两板长l=10cm.两板相距d=1cm.当两板间电压U=1.5×102V时.带电粒子恰好能沿水平直线匀速穿过.现改变两板间的电压.试分析计算.电压值在什么范围内变化时.该带电粒子总能从两板之间离开电场? [解析]由图3-13可知.粒子带负电.设电量为q.匀速穿过电场时.所受电场力等于重力,q=mg.则粒子的带电量为q=×10-10C 带电粒子通过电场所花时间为 带电粒子从上板边缘射离电场时.对应着两板间电压的最大值U1满足方程 解得 U1=285V 带电粒子从下板边缘射离电场时.对应着两板间电压的最小值U2满足方程 解得 U2=15V 综上所术.两板间的电压变化范围应该是285V≥U≥15V 小结 此类问题用平抛规律来解.即:两个运动的合成.注意合力一般是重力和电场力的合力. 例5.在绕竖直轴匀速转动的水平圆盘上.沿一条半径放置的A.B两个物体.质量均为m.A.B与转轴间的距离分别r1和r2.这时连接A.B的细线沿水平方向被拉直.已知A.B与圆盘间的最大静摩擦力为f0. 现逐渐增大转速.在A.B刚要开始滑动前的瞬间.烧断连接A.B间的细线.圆盘开始以该时刻的转速匀速转动.试问:该时刻圆盘转动角速度多大?细线烧断后A.B将如何运动? 思维过程 在A.B即将开始滑动时.A.B受到圆盘沿水平方向指向圆心的.最大静摩擦力作用,设这时细线中的拉力为T.则A.B的受力情况如图4-35所示.它们的运动方程分别为 A: mω2r1=f0-T B: mω2r2=f0+T 两式相加.得mω2(r1+r2)=2f0.可知A.B即将开始滑动前瞬间圆盘转动角速度 细线烧断后.线对A.B的拉力消失.由于以角速度 匀速转动时.A需要的向心力小于f0.B需要的向心力大于f0.所以细线烧断后.A仍相对圆盘静止.跟圆盘作匀速转动.而B则发生离心现象.相对于圆盘发生滑动. 误区点拨 A.B不是同时到达最大静摩擦.随着ω的增加.B先到达最大静摩擦.然后拉力出现.A逐渐到达最大静摩擦.此时是本题的临界状态.所以.在此时.AB所受的摩擦皆为最大静摩擦. 思维迁移 圆周运动的题主要是合力提供向心力.找到向心力是解题的关键. 变式题 1. 一内壁光滑的环形细圆管.位于竖直平面内.环的半径为R.在圆管中有两个直径与细管内径相同的小球.A球的质量为m1.B球质量为m2.它们沿环形圆管道顺时针方向运动.经过最低点时的速度都为v0.设A球运动到最低点时.B球恰好运动到最高点.若要此时两球作用于圆管的合力为零.那么m1.m2.R与v0应满足的关系式是 . (本题是1997年全国高考统一试题第21题) [解析] A球在通过最低点时.对圆管的压力竖直向下.设大小为N1,根据牛顿第三定律.小球A受到圆管的支持力大小也为N1,小球通过最低点时的运动方程为 得 设B球通过最高点时速度为v.根据机械能守恒定律 得 m2v2=m2v02-4m2gR 根据题意.B球通过最高点时.应该对圆管有竖直向上的压力(设大小为N2),根据牛顿第三定律.圆管对B球有竖直向下的压力.大小也为N2,B球通过最高点时的运动方程为 得 要两个小球作用于圆管的合力为零.则应N1=N2,本题的正确答案是 或 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

如图3-13所示,质量m=1.0×10-4 kg的小球放在绝缘的水平面上,小球带电荷量q=2.0×10-4 C,小球与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,外加水平向右的匀强电场E=5 V/m,垂直纸面向外的匀强磁场B=2 T,小球从静止开始运动.问:

 (1)小球具有最大加速度的值为多少?

(2)小球的最大速度为多少?(g取10 m/s2)

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如图3-13所示,足够长的绝缘斜面与水平面间的夹角为α(sinα=0.6),放在水平方向的匀强电场和匀强磁场中,电场强度E=50 V/m,方向水平向左,磁场方向垂直于纸面向外.一个电荷量q=+4.0×10-2 C、质量m=0.40 kg的光滑小球,以初速度v0=20 m/s从斜面底端向上滑,然后又下滑,共经过3 s脱离斜面.求磁场的磁感应强度.(g取10 m/s2

图3-13

   

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如图3-13所示,在离竖直墙壁30 m的地面,向墙壁投掷皮球,皮球在高度为10 m处与墙壁垂直碰撞,碰撞后跳回,并落到离墙20 m处地面.则皮球投掷的初速度大小为______m/s,皮球落到地面时速度的大小为___________m/s.

图3-13

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两只相同的电阻,分别通过简谐波形的交流电和方形波的交流电.两种交变电流的最大值相等,波形如图3-13所示.在简谐波形交流电的一个周期内,简谐波形交流电在电阻上产生的焦耳热Q1与方波形交流电在电阻上产生的焦耳热Q2之比为等于(    )

图3-13

A.3∶1          B.1∶2               C.2∶1          D.4∶3

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如图3—9所示,质量均为m的两木块A、B用劲度系数为 k的轻质弹簧连接,整个系统处于平衡状态.现用一竖直向上的力F拉动木块A,使木块A向上做加速度为a的匀加速直线运动.取木块A的起始位置为坐标原点,图中实线部分表示从力F作用在木块A到木块B刚离开地面这个过程中,F和木块A的位移x之间的关系,则(    )

A.xo=一ma/k      B.xo=一m(a+g)/k         C.Fo=ma         D.Fo=m(a+g)

 

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