,把这个条件代入(10′)式与(11′)式得
Acos0D0v1Aωsi
0
解上面两式,结合1′、8′式,注意到振幅A总是正的,故得
0
5π4A056m
12′13′
把(10′)式代入3′式,便得带电质点沿x轴运动的速度
vxωDAωcosωt0
14′
(14′)式表示带电质点在x方向上的速度是由两个速度合成的,即沿x方向的匀速运动速度ωD和x方向的简谐振动速度Aωcosωt0的合成,带电质点沿x方向的匀速运动的位移
xωDt
(15′)
由沿x方向的简谐振动速度Aωcosωt0可知,沿x方向振动位移的振幅等于速度的最大值与角频率的比值(参看图复解1753),即等于A.由参考圆方法可知,沿x方向的振动的位移x具有如下的形式
πAcosωt0Asi
ωt02
它可能是xAsi
ωt0,亦可能是xbAsi
ωt0.在本题中,t0时刻,x应为零,故前一表示式不符合题意.后一表示式中,b应取的值为bAsi
0,故有
xAsi
0Asi
ωt0
带电质点在x方向的合位移xxx,由(15′)、(16′)式,得
(16′)
xωDtAsi
0Asi
ωt0
(17′)
(17′)、(10′)、(14′)和(11′)式分别给出了带电质点在离开磁场区域前任何时刻t的位置坐标和速度的x分量和y分量,式中常量ω、A、0、D已分别由(8′)、(13′)、(12′)和
f(7′)式给出.当带电质点达到磁场的下边界时,yL080m将与(10′)式有关的数据代入(10′)式,可解得t031s代入(17′)式,得x≈063m将(19′)式分别代入(14′)式与(11′)式,得
(18′)(19′)(20′)
vx40ms-1
速度大小为
vy20ms-1
2Vvxv245ms-1y
(21′)
速度方向为
αarcta
评分标准:本题25分
vy27°vx
(22′)
(7′)式2分,(8′)式3分,(10′)式2分,(11′)式2分,(12′)式3分,(13′)式3分,(14′)式2分,(17′)式3分,(20′)式3分,(21′)式1分,(22′)式1分。
六、参考解答
1.由于光纤内所有光线都从轴上的O点出发,在光纤中传播的光线都与轴相交,位于通过轴的纵剖面内,图复解1761为纵剖面内的光路图,设由O点发出的与轴的夹角为α的光线,射至A、B分界面的入射角为i,反射角也为i.该光线在光纤中多次反射时的入射角均为i,射至出射端面时的入射角为α.若该光线折射后的折射角为θ,则由几何关系和折射定律可得iα90°(1)
Asi
α
Fsi
θ
(2)
当i大于全反射临界角iC时将发r