分析 (1)由題意可知,粒子先做類平拋運(yùn)動,再做勻減速直線運(yùn)動,根據(jù)牛頓第二定律和速度時間公式求出粒子在電場中的豎直分速度,結(jié)合平行四邊形定則求出粒子射入電場時的速度.根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式求出粒子做類平拋運(yùn)動的水平位移和豎直位移,加電場E1后,粒子從A到D做勻減速直線運(yùn)動,結(jié)合運(yùn)動學(xué)公式求出AD的距離,通過幾何關(guān)系求出粒子在y軸上的位置.
(2)粒子從A到D做勻減速直線運(yùn)動,抓住沿平板方向合力為零,垂直平板方向產(chǎn)生加速度,結(jié)合牛頓第二定律和幾何關(guān)系求出E1的大小和與y軸之間的夾角α.
解答 解:(1)設(shè)粒子的初速度為v0,在t1時間內(nèi)做類平拋運(yùn)動,粒子在電場中的加速度為
a=qEm,
粒子在電場中的豎直分速度vy=at,
按題意分析得,v0vy=tanθ,
聯(lián)立解得粒子拋出的速度v0=√3qEtm.
t1時刻粒子的速度為v=vycosθ=2qEtm,
對應(yīng)的位移為x1=v0t,
△y=12at2,
加電場E1后,粒子從A到D做勻減速直線運(yùn)動,故有:sAD=v2t2=qEt2m,
又sAB=x1=v0t1=√3qEt2m,
所以sBC=sABtanθ=qEt2m,sAC=sABsinθ=2qEt2m,
sCD=sAD+sAC=3qEt2m,sOC=sCDcosθ=6qEt2m,
故拋出點的y坐標(biāo)為y=sOC−sBC+△y=11qEt22m.
(2)如圖所示,設(shè)E1方向與y軸成α角,由粒子從A到D的勻減速直線運(yùn)動有:qE1sin(θ-α)=qEsinθ,
qE1cos(θ-α)-qEcosθ=ma1,
a1=vt2=2qEm,
聯(lián)立解得E1=√7E,α=60°−arcsin√2114.
答:(1)粒子射入電場時的速度大小為√3qEtm,在y軸上的位置為11qEt22m;
(2)E1的大小為√7E,與y軸之間的夾角為60°−arcsin√2114.
點評 本題考查了帶電粒子在電場中的運(yùn)動,關(guān)鍵理清粒子在整個過程中的運(yùn)動規(guī)律,通過題意得出加上電場E1后粒子做勻減速直線運(yùn)動是解決本題的關(guān)鍵,本題對數(shù)學(xué)幾何能力要求較高,需加強(qiáng)這方面的訓(xùn)練.
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 約等于807Ω | B. | 明顯小于807Ω | C. | 明顯大于807Ω | D. | 接近1000Ω |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | -2 f h | B. | -f h | C. | -2mgh | D. | 0 |
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | F1=F2>F3 | B. | g=a2>a3>a1 | C. | v1=v2=v>v3 | D. | ω1=ω3=ω2 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 庫侖定律是一條實驗定律 | |
B. | 庫侖定律只描述了庫倫力的大小,沒有涉及庫侖力的方向 | |
C. | 根據(jù)庫侖定律,當(dāng)兩個點電荷間的距離趨近于零時,庫侖力趨近于無窮大 | |
D. | 相互作用的兩個點電荷,不論它們的電荷量是否相等,它們之間的庫侖力大小一定相等 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 磅秤的示數(shù)等于mg | B. | 磅秤的示數(shù)等于1.1mg | ||
C. | 人的動能增加了0.1mgh | D. | 人的機(jī)械能增加了1.1mgh |
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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