- 平抛运动
- 共7059题
如图,一质量为M的物块静止在桌面边缘,桌面离水平地面的高度为h。一质量为m的子弹以水平速度v0射入物块后,以水平速度v0/2射出。重力加速度为g。求
(1)此过程中系统损失的机械能;
(2)此后物块落地点离桌面边缘的水平距离。
正确答案
解:(1)设子弹穿过物块后物块的速度为V,由动量守恒得mv0=m+MV ①
解得 ②
系统的机械能损失为ΔE= ③
由②③式得ΔE= ④
(2)设物块下落到地面所面时间为t,落地点距桌面边缘的水平距离为s,则
⑤
s=Vt ⑥
由②⑤⑥得S= ⑦
如图所示,ab是半径为R的圆的一条直径,该圆处于匀强电场中,电场强度大小为E,方向一定,在圆周所在的平面内将一个带正电q的小球从a点以相同的动能抛出,抛出方向不同时,小球会经过圆周上不同的点,在所有的点中,到达c点时小球的动能最大,已知∠cab=30°,若不计重力和空气阻力,则:
(1)电场方向与ac间的夹角θ多大?
(2)若小球在a点时初速度方向与电场方向垂直,且小球恰好能落在c点,则初动能多大?
正确答案
(1)θ=∠Oca=∠cab=30°
(2)Ek=
如图所示的坐标系,x轴沿水平方向,y轴沿竖直方向。在x轴上方空间的第一、第二象限内,既无电场也无磁场,在第三象限,存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直xy平面(纸面)向里的匀强磁场,在第四象限,存在沿y轴负方向、场强大小与第三象限电场场强相等的匀强电场。一质量为m、电量为q的带电质点,从y轴上y = h处的P1点以一定的水平初速度沿x轴负方向进入第二象限。然后经过x轴上x = – 2h处的P2点进入第三象限,带电质点恰好能做匀速圆周运动。之后经过y轴上y = – 2h处的P3点进入第四象限。已知重力加速度为g。求:
(1)带电质点到达P2点时速度的大小和方向;
(2)第三象限空间中电场强度和磁感应强度的大小;
(3)带电质点在第四象限空间运动过程中最小速度的大小和方向。
正确答案
解:(1)质点从P1到P2,由平抛运动规律
h=,v0=
,vy=gt
求出v =,方向与x轴负方向成45°角
(2)质点从P2到P3,重力与电场力平衡,洛仑兹力提供向心力
Eq=mg
Bqv=m
(2R)2=(2h)2+(2h)2E=,B=
(3)质点进入第四象限,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做匀减速直线运动。当竖直方向的速度减小到0,此时质点速度最小,即v在水平方向的分量
vmin=vcos45°=,方向沿x 轴正方向
如图所示的坐标系xOy,在x轴上方空间的第一、第二象限内,既无电场也无磁场,在第三象限存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直xOy平面(纸面)向里的匀强磁场,在第四象限存在沿y轴负方向、场强大小与第三象限电场的场强相等的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带电小球,从y轴上y=h处的P1点以一定的水平初速度沿x轴负方向进入第二象限。然后经过x轴上x=-2h处的P2点进入第三象限,带电质点恰好能做匀速圆周运动。之后经过y轴上y=-2h处的P3点进入第四象限。已知重力加速度为g。求:
(1)小球到达P2点时速度的大小和方向;
(2)第三象限空间中电场强度和磁感应强度的大小;
(3)小球在第四象限空间中速率将怎样变化(回答结论,不必解释)。
正确答案
解:
(1)如图带电小球从P1到P2点,由平抛运动规律得
①
②
③
④
求出 ⑤,方向与x轴负方向成θ=45°角
(2)带电小球从P2到P3,重力与电场力平衡,洛伦兹力提供向心力得
⑥
⑦
由几何关系得 ⑧
由⑥解得E=
联立⑤⑦⑧式得B=
(3)速率先减小后增大
如图所示为利用电磁作用输送非导电液体装置的示意图。一边长为L、截面为正方形的塑料管道水平放置,其右端面上有一截面积为A的小喷口,喷口离地的高度为h。管道中有一绝缘活塞,在活塞的中部和上部分别嵌有两根金属棒A、B,其中棒B的两端与一电压表相连,整个装置放在竖直向上的匀强磁场中,当棒A中通有垂直纸面向里的恒定电流I时,活塞向右匀速推动液体从喷口水平射出,液体落地点离喷口的水平距离为S。若液体的密度为ρ,不计所有阻力,求:
(1)活塞移动的速度;
(2)该装置的功率;
(3)磁感应强度B的大小;
(4)若在实际使用中发现电压表的读数变小,试分析其可能的原因。
正确答案
解:(1)设液体从喷口水平射出的速度为V0,活塞移动的速度为V,有
V0=S,V0A=VL2V=(A/L2)V0=(AS/L2)
(2)设装置功率为P,ΔT时间内有Δm质量的液体从喷口射出,有
PΔT=(1/2)Δm(V02-V2)
因为Δm=L2VΔTρ
有P=(1/2)L2Vρ(V02-V2)=(Aρ/2)(1-(A2/L4))V03即P=(Aρ(L4-A2)S3/2L4)(g/2h)3/2(3)由P=F安V
得(1/2)L2ρV(V02-(A2/L4)V02)=BILV
即B=ρV02(L4-A)/2IL3=ρ(L4-A2)S2g/4IhL3(4)由U=BLV,可知喷口液体的流量减少,活塞移动速度减小,或磁场变小等会引起电压表读数变小
扫码查看完整答案与解析