如圖所示，質(zhì)量均為0.02kg的小球a、b，球b置于水平桌面的右邊緣P上（但不落下），帶有0.1C的正電荷．a球從半徑為R=0.8m的1/4光滑圓弧頂端由靜止?jié)L下，到M點(diǎn)進(jìn)入水平桌面MP，其中MN段長(zhǎng)2.0m，是粗糙的，動(dòng)摩擦因數(shù) =0.1．NP段光滑．當(dāng)a到達(dá)P點(diǎn)時(shí)與b正碰，并粘合在一起進(jìn)入互相正交的電磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向豎直向上，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向水平指向讀者．弧形虛線bH是ab粘合體在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡，且有PQ=QH．設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度大小E=4.0N/C，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.5T．g取10m/s2，試求：

　�。�1）a、b粘合體在電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；

　�。�2）水平桌面的高度；

　　（3）在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，ab系統(tǒng)的機(jī)械能損失了多少？

 

答案：見詳解內(nèi)容
解析：

a運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)與b碰撞，粘合體在電磁場(chǎng)區(qū)受三個(gè)力：重力2mg==0.4N；電場(chǎng)力qE==0.4N，方向豎直向上；磁場(chǎng)力f==qvB，方向垂直于速度方向．

　　因2mg+=qE==0，故ab粘合體只在磁場(chǎng)力，即洛倫茲力的作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．由題意知

　　　　　　　　　　　　　　　　 PQ==QH==r==　　　　　　�、�

　　對(duì)小球a從圓弧頂端運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過程，由動(dòng)能定理得

　　　　　　　　　　　　　　　mgR=　　　　　 ②

　　小球a與b正碰，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有

　　　　　　　　　　　　　　 mvN==2mvP　　　　　　　　　　　　�、�

　　由以上三式解得vP==m/s

　　　　　　　　　　　　 PQ==r==m

　　a、b粘合體在電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間

　　　　　　　　

　　整個(gè)過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能

　　　　　　 E=0.1J

 


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，質(zhì)量均為m的A、B兩球之間系著一條不計(jì)質(zhì)量的輕彈簧，放在光滑的水平面上，A球緊靠墻壁，今用力F將B球向左推壓彈簧，平衡后，突然將力F撤去的瞬間，則（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2013?黃岡一模）兩端開口、內(nèi)表面光滑的U形管處于豎直平面內(nèi)，如圖所示，質(zhì)量均為m=10kg的活塞A、B在外力作用下靜止于左右管中同一高度h處，將管內(nèi)空氣封閉，此時(shí)管內(nèi)外空氣的壓強(qiáng)均為
p
 
0
=1.0×1
0
5
 
Pa．左管和水平管橫截面積
S
 
1
=10 c
m
2
 
S，右管橫截面積
S
 
2
=20 c
m
2
 
，水平管長(zhǎng)為3h．現(xiàn)撤去外力讓活塞在管中下降，求兩活塞穩(wěn)定后所處的高度．（活塞厚度均大于水平管直徑，管內(nèi)氣體初末狀態(tài)溫度相同，g取10 m/
s
2
 
）

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，質(zhì)量均為m=6kg的物體用輕質(zhì)彈簧相連，在一水平力F的作用下一起沿水平地面做勻速直線運(yùn)動(dòng)．已知彈簧原長(zhǎng)l0=21cm，勁度系數(shù)k=6N/cm，兩物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.4，g=10m/s2．求：兩物塊之間的距離．

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科目：高中物理 來源：物理教研室 題型：038

如圖所示，質(zhì)量均為0.02kg的小球a、b，球b置于水平桌面的右邊緣P上（但不落下），帶有0.1C的正電荷．a球從半徑為R=0.8m的1/4光滑圓弧頂端由靜止?jié)L下，到M點(diǎn)進(jìn)入水平桌面MP，其中MN段長(zhǎng)2.0m，是粗糙的，動(dòng)摩擦因數(shù) =0.1．NP段光滑．當(dāng)a到達(dá)P點(diǎn)時(shí)與b正碰，并粘合在一起進(jìn)入互相正交的電磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向豎直向上，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向水平指向讀者．弧形虛線bH是ab粘合體在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡，且有PQ=QH．設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度大小E=4.0N/C，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.5T．g取10m/s2，試求：

　　（1）a、b粘合體在電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；

　�。�2）水平桌面的高度；

　�。�3）在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，ab系統(tǒng)的機(jī)械能損失了多少？

 

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