【題目】

如圖甲所示，一光滑絕緣的水平軌道固定在離地某一足夠高度處，整個(gè)空間存在著水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)。一質(zhì)量為2m．不帶電的彈性小球A以速度v0沿水平軌道向右運(yùn)動(dòng)。軌進(jìn)邊緣處鎖定一大小與A相同．質(zhì)量為m、電荷量為－q的彈性小球B。兩球碰前瞬間解除對(duì)小球B的鎖定．己知該電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E＝，重力加速度為g，兩球碰撞過(guò)程中電荷不犮生轉(zhuǎn)移，空氣阻力不計(jì)。

（1）求小球A、B第一次碰后瞬間的速度分別為v1和v2多大；

（2）求兩球在下落過(guò)程中．第二次碰撞前的最大水平距離x；

（3）若在兩球第一次碰后瞬間，迅速撤去電場(chǎng)并同時(shí)在整個(gè)空間加一磁惑應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)進(jìn)場(chǎng)．請(qǐng)?jiān)趫D乙中定性畫出小球B此后的運(yùn)動(dòng)軌跡。

【答案】（1），；（2）；(3)

【解析】（1）兩球發(fā)生彈性碰撞，根據(jù)動(dòng)量守恒和能量守恒：2mv0=2mv1+mv2

2mv02=2mv12+mv22

聯(lián)立帶入數(shù)據(jù)可得：v1=v0 v2=v0

（2）A球不帶電，所以碰后做平拋運(yùn)動(dòng)；B球在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，在水平方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng)（類豎直上拋運(yùn)動(dòng)），所以兩球在豎直方向運(yùn)動(dòng)情況相同，始終保持在同一高度；設(shè)AB在時(shí)間t內(nèi)水平方向的位移分別為xA和xB，小球B的加速度大小為aBx，則：

xA=v1t xB=v2t-aBx

對(duì)B球在水平方向由牛頓第二定律可得：qE=maBx

當(dāng)小球B的水平分速度減小到與A的水平分速度相等時(shí)，即v0/3時(shí)，兩者相距最遠(yuǎn).

對(duì)B球有：

解得

則

（3）此時(shí)小球B除了受重力外，還受到豎直向下的洛倫茲力，大小為 小球B此后的運(yùn)動(dòng)可以拆分為兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)：一個(gè)是水平向右，速度大小為的勻速直線運(yùn)動(dòng)（對(duì)應(yīng)的洛倫茲力和重力相平衡）；另一個(gè)是在豎直平面內(nèi)的速度大小為。沿逆時(shí)針?lè)较虻膭蛩賵A周運(yùn)動(dòng)，其軌跡示意圖如圖所示：

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】有一種電荷控制式噴墨打印機(jī)，它的打印頭的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖所示。其中墨盒可以噴出極小的墨汁微粒，此微粒經(jīng)過(guò)帶電室?guī)想姾笠砸欢ǖ某跛俣却怪鄙淙肫D(zhuǎn)電場(chǎng)，再經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后打到紙上，顯示出字符。不考慮墨汁的重力，為使打在紙上的字跡縮小(偏轉(zhuǎn)距離減小)，下列措施可行的是（ ）

A. 減小墨汁微粒的質(zhì)量

B. 減小偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)兩板間的距離

C. 減小偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電壓

D. 減小墨汁微粒的噴出速度

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，是游樂(lè)場(chǎng)的一項(xiàng)娛樂(lè)設(shè)備。一環(huán)形座艙裝在豎直柱子上，由升降機(jī)送上幾十米的高處，然后讓座艙自由落下，落到一定位置時(shí)，制動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng)，到地面時(shí)剛好停下。已知座艙開始下落的高度為H=75m，當(dāng)落到離地面h=30m的位置時(shí)開始制動(dòng)，座艙均勻減速。在一次娛樂(lè)中，某同學(xué)把質(zhì)量m=6kg的書包放在自己的腿上。g取10m/s2，不計(jì)座艙與柱子間的摩擦力及空氣阻力。

（1）當(dāng)座艙落到離地面h1=60m和h2=20m的位置時(shí)，求書包對(duì)該同學(xué)腿部的壓力各是多大；

（2）若環(huán)形座艙的質(zhì)量M=4×103kg，求制動(dòng)過(guò)程中機(jī)器輸出的平均功率。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖,重均為C的兩光滑小環(huán)A和B用輕繩連接,分別套在水平和豎直的固定直桿上。在繩上O點(diǎn)施一水平力F拉緊輕繩,設(shè)法使整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。隨后使力F緩慢增大,則在此過(guò)程中

A. OA段繩中的張力始終大于G,且逐漸增大

B. 桿對(duì)A環(huán)的作用力始終大于2G,且逐漸增大

C. OB段繩中的張力始終大于G,且逐漸增大

D. OB段繩與豎直方向的夾角逐漸增大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】宇宙飛船要與軌道空間站對(duì)接，飛船為了追上軌道空間站（ ）

A．只能從較低軌道上加速

B．只能從較高軌道上加速

C．只能從空間站同一高度的軌道上加速

D．無(wú)論在什么軌道上，只要加速就行

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，定值電阻，由同種材料制成總阻值的長(zhǎng)為d、粗細(xì)均勻的電阻絲，P為其滑動(dòng)觸頭，電源內(nèi)阻不能忽略且保持不變，電流表均為理想電表。當(dāng)滑動(dòng)觸頭P從下端滑到上端的過(guò)程中，電表都不超過(guò)量程，則下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. 電流表示數(shù)一直變大

B. 電流表示數(shù)先減小后增大

C. 當(dāng)p滑到距下端時(shí)，電源內(nèi)阻消耗功率最小

D. 當(dāng)P滑到距下端時(shí)，電源輸出功率達(dá)到最大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一個(gè)矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈內(nèi)磁通量隨時(shí)間t的變化如圖所示，則下列說(shuō)法中正確的是（ ）

A. t1時(shí)刻線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大

B. t2時(shí)刻ab的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向平行

C. t3時(shí)刻線圈平面與中性面重合

D. t4，t5時(shí)刻線圈中感應(yīng)電流的方向相同

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，小車質(zhì)量為M，小車頂端為半徑為R的四分之一光滑圓弧，質(zhì)量為m的小球從圓弧頂端由靜止釋放，對(duì)此運(yùn)動(dòng)過(guò)程的分析，下列說(shuō)法中正確的是（g為重力加速度）（ ）

A. 若地面粗糙且小車能夠靜止不動(dòng)，則地面對(duì)小車的靜摩擦力最大為1.5mg

B. 若地面粗糙且小車能夠靜止不動(dòng)，則地面對(duì)小車的靜摩擦力最大為2mg

C. 若地面光滑，當(dāng)小球滑到圓弧最低點(diǎn)時(shí)，小車速度為M

D. 若地面光滑，當(dāng)小球滑到圓弧最低點(diǎn)時(shí)，小車速度為m

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一輛小型貨車靜止在水平地面上，車廂底板離地面的高度為h=1.25m。車上有一可視為質(zhì)點(diǎn)的貨物，距車箱尾部的距離為，貨物與車廂底板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，司機(jī)發(fā)動(dòng)貨車從靜止以恒定加速度行駛距離為時(shí)，發(fā)現(xiàn)貨物從車尾部滑落(落地?zé)o彈跳)，司機(jī)便立即剎車直至停止去撿拾貨物。已知貨車行駛過(guò)程中受地面的摩擦力恒為車對(duì)地面正壓力的0.2倍，重力加速度g取，若不計(jì)司機(jī)的反應(yīng)時(shí)間和空氣阻力，求:

（1）貨物滑落時(shí)，車和貨物的速度大小；

（2）車停止時(shí)，貨物落地點(diǎn)到車尾的水平距離。

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