如圖所示,MN是豎直平面內(nèi)的1/4圓弧軌道,絕緣光滑,半徑R=lm。軌道區(qū)域存在E = 4N/C、方向水平向右的勻強(qiáng)電場。長L1=5 m的絕緣粗糖水平軌道NP與圓弧軌道相切于N點。質(zhì)量、電荷量的金屬小球a從M點由靜止開始沿圓弧軌道下滑,進(jìn)人NP軌道隨線運(yùn)動,與放在隨右端的金屬小球b發(fā)生正碰,b與a等大,不帶電,,b與a碰后均分電荷量,然后都沿水平放置的A、C板間的中線進(jìn)入兩板之間。已知小球a恰能從C板的右端飛出,速度為,小球b打在A板的D孔,D孔距板基端,A,C板間電勢差,A, C板間有勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度5=0.2T,板間距離d=2m,電場和磁編僅存在于兩板之間。g=10m/s2求:

(1)小球a運(yùn)動到N點時,軌道對小球的支持力FN多大?

(2 )碰后瞬間,小球a和b的速度分別是多大?

(3 )粗糙絕緣水平面的動摩擦因數(shù)是多大?

 

 

 

 

 

解:

(1)設(shè)小球a運(yùn)動到N點時的速度為vao,則

magR + qaER = mavao2      2分

FN –mag= mavao2/R       2分

解得vao = 10m/s,F(xiàn)N = 11 N     1分

(2)設(shè)a、b碰撞后電荷量分布是,則==0.5 C。

設(shè)碰后小球a速度為va2,由動能定理有

   2分

得va2 = 4m/s      1分

對小球b有:mbg = 0.5 N,F(xiàn)b== 0.5 N

即mbg = Fb,所以,小球b向上做勻速圓周運(yùn)動。   1分

設(shè)小球b做勻速圓周運(yùn)動的半徑為r,則

    2分

設(shè)小球b碰后速度為vb2,則

    2分

解得r = 4m,vb2= 8 m/s    1分

 (3)設(shè)碰撞前,小球a的速度設(shè)為va1,由動量守恒定律有

mava1= mava2+ mbvb2   2分

va1= 8 m/s

小球a從N至P過程中,由動能定理有

–μmagL1 =mava12mavao2   2分

解得μ =0. 36   1分

練習(xí)冊系列答案
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如圖所示,MN是豎直放置的長L=0.5m的平面鏡,觀察者在A處觀察,有一小球從某處自由下落,小球下落的軌跡與平面鏡相距d=0.25m,觀察者的眼睛到鏡面的距離s=0.5m,小球從靜止開始下落0.275s后,觀察者才能在鏡中看到小球的像,求觀察者在鏡中看到小球像的時間△t為多少?(取g=10m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2012?綿陽模擬)如圖所示,MN是豎直平面內(nèi)的1/4圓弧軌道,絕緣光滑,半徑R=lm.軌道區(qū)域存在E=4N/C、方向水平向右的勻強(qiáng)電場.長L1=5m的絕緣粗糖水平軌道NP與圓弧軌道相切于N點.質(zhì)量ma=100g、電荷量qa=+1C的金屬小球a從M點由靜止開始沿圓弧軌道下滑,進(jìn)人NP軌道隨線運(yùn)動,與放在隨右端的金屬小球b發(fā)生正碰,b與a等大,不帶電,mb=50g,b與a碰后均分電荷量,然后都沿水平放置的A、C板間的中線進(jìn)入兩板之間.已知小球a恰能從C板的右端飛出,速度為vac=
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m/s,小球b打在A板的D孔,D孔距板基端L2=
7
m,A,C板間電勢差UCA=2V,A,C板間有勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度5=0.2T,板間距離d=2m,電場和磁編僅存在于兩板之間.g=10m/s2求:
(1)小球a運(yùn)動到N點時,軌道對小球的支持力FN多大?
(2 )碰后瞬間,小球a和b的速度分別是多大?
(3 )粗糙絕緣水平面的動摩擦因數(shù)μ是多大?

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科目:高中物理 來源:2012屆四川省綿陽市高三第三次診斷性考試?yán)砜凭C合物理試卷(帶解析) 題型:計算題

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(1)小球a運(yùn)動到N點時,軌道對小球的支持力FN多大?
(2 )碰后瞬間,小球a和b的速度分別是多大?
(3 )粗糙絕緣水平面的動摩擦因數(shù)是多大?

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(2 )碰后瞬間,小球a和b的速度分別是多大?

(3 )粗糙絕緣水平面的動摩擦因數(shù)是多大?

 

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