一次经过x轴的交点坐标;3若粒子从点Q1直接通过点O,求粒子从P点运动到O点所有的时间【答案】(1)(2)
L,0(3)
【解析】1由题意画出粒子运动轨迹如图甲所示.
粒子在磁场中做圆周运动的半径大小为R1,由几何关系得:R1cos30°=L粒子在磁场中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得:qv1B=m
解得v1=2由题意画出粒子运动轨迹如图乙所示.
f设其与x轴交点为M,横坐标为xM,由几何关系知2R2cos30°=L
xM=2R2si
30°
则M点坐标为
L0
(3)由
解得
PQ1
则粒子从P到Q1的时间
粒子在磁场中运动的时间
粒子从P点运动到O点所有的时间为:tt1t2点睛:本题考查了粒子在磁场中的运动,关键作出粒子的轨迹图,结合几何关系,运用半径公式进行求解,此题对数学几何的关系要求较高,需加强这方面的训练.17如图所示,在光滑绝缘斜面ABC的顶端A,由静止释放一质量为m12Kg、电荷量q2×106C的带正电的小球a,沿斜面运动至底端C小球a可视为质点,斜面高度h07m。在B点固定一场源电荷,该场源电荷在A点的电势为5×10V在C点电势为4×10V。CD段是光滑绝缘的水平面,若在CD段有一水平向右的有界(两竖直直线间)匀强电场,电场强度大小E45×105Vm,C、D间距离为10m,当小球a到达D点时与处在同一水平直线上,静止悬挂的质量为m21Kg的小球b发生对心碰撞,碰撞时没有能量损失,已知悬线长R25m,重力加速度g10ms2。求:
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f(1)小球a经过C点时的速率(2)碰撞后小球a的动量大小和方向(3)小球b所能摆起的最大角度θ的余弦值。【答案】(1)4ms(2)103kgms(3)cosθ19【解析】(1)小球a从斜面滑下的过程中,电场力和重力均做正功,根据动能定理可得:
解得vC4ms(2)CD段,小球a在电场力的作用下做匀加速直线运动,根据动能定理:小球a与小球b发生对心碰撞,根据动量守恒定律和能量守恒可得:
解得
,方向水平向右;
碰撞后小球a的动量:
(3)小球b摆到最高点的过程中机械能守恒,则有:
可知小球b所能摆起的最大角度的余弦值为
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