高中物理數(shù)學(xué)物理法試題類型及其解題技巧-資料下載頁
2025-04-05 05:03本頁面
【正文】 有沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E＝2 N/C。在其第一象限空間有沿y軸負(fù)方向、場(chǎng)強(qiáng)大小也為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，并在yh＝ m的區(qū)域有磁感應(yīng)強(qiáng)度也為B的垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一個(gè)帶電荷量為q的油滴從圖中第三象限的P點(diǎn)得到一初速度，恰好能沿PO做勻速直線運(yùn)動(dòng)（PO與x軸負(fù)方向的夾角為θ＝45176。），并從原點(diǎn)O進(jìn)入第一象限。已知重力加速度g取10 m/s2。求：(1)油滴在第三象限運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的重力、電場(chǎng)力、洛倫茲力三力的大小之比，并指出油滴帶何種電荷；(2)油滴在P點(diǎn)得到的初速度大??；(3)油滴在第一象限運(yùn)動(dòng)的時(shí)間以及油滴離開第一象限處的坐標(biāo)值?！敬鸢浮?1)，負(fù)電；(2)m/s；(3) s，（ m，0）【解析】【分析】【詳解】(1)分析油滴受力可知，要使油滴做勻速直線運(yùn)動(dòng)，油滴應(yīng)帶負(fù)電，受力如圖所示：由平衡條件和幾何關(guān)系得則油滴在第三象限運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的重力、電場(chǎng)力、洛倫茲力三力的大小之比mg∶qE∶f＝(2)對(duì)油滴在垂直PO方向上應(yīng)用平衡條件，有qvB＝2Eqsin 45176。代入數(shù)據(jù)解得v＝m/s。(3)由(1)可知，油滴在第一象限內(nèi)受到的重力等于電場(chǎng)力，故油滴在電場(chǎng)與重力場(chǎng)的復(fù)合場(chǎng)中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在電場(chǎng)、磁場(chǎng)、重力場(chǎng)三者的復(fù)合場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌跡如圖所示，由O到A勻速運(yùn)動(dòng)的位移為s1＝運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1＝＝油滴在復(fù)合場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期，由幾何關(guān)系知油滴由A到C運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為從C到N，粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由對(duì)稱性知，運(yùn)動(dòng)時(shí)間t3＝t1＝ s則油滴在第一象限內(nèi)總的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t＝t1＋t2＋t3＝ s設(shè)OA、AC、CN段在x軸上的投影分別為xxx3，則x1＝x3＝h＝ mx2＝r＝由(1)可知mg＝qvB代入上式可得x2＝ m，所以油滴在第一象限內(nèi)沿x軸方向運(yùn)動(dòng)的總位移為x＝x1＋x2＋x3＝4 m油滴離開第一象限時(shí)的位置坐標(biāo)為（ m，0）。答：(1)油滴在第三象限運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的重力、電場(chǎng)力、洛倫茲力三力的大小之比為，油滴帶負(fù)電荷；(2)油滴在P點(diǎn)得到的初速度大小為m/s；(3) s，油滴離開第一象限處的坐標(biāo)值為（ m，0）。15．如圖所示，質(zhì)量為1kg的小球穿在足夠長(zhǎng)的固定斜桿上，斜桿與水平方向成角，小球與斜桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)。現(xiàn)對(duì)小球施加一個(gè)與斜桿成、大小的拉力，小球由靜止開始運(yùn)動(dòng)，2s后撤去拉力，取，求：(1)小球剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小；(2)小球在前2s內(nèi)的位移大??；(3)撤去力F后，小球運(yùn)動(dòng)的位移大小?！敬鸢浮?1)10m/s2；(2)20m；(3)20m【解析】【分析】【詳解】(1)對(duì)小球受力分析如圖甲所示，進(jìn)行正交分解方向解得即摩擦力等于0。方向解得(2)小球做勻加速直線運(yùn)動(dòng)內(nèi)的位移為(3)當(dāng)撤去力后，受力分析如圖乙所示。方向方向聯(lián)立可得末物體的速度大小撤去力后，小球運(yùn)動(dòng)的位移大小
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