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16.如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為m、電量為q的正離子從D以某一初速進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的方向垂直紙面向內(nèi),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.正離子初速度的方向在紙面內(nèi)與DA邊夾角成60°角,結(jié)果離子正好從離A距離為d的小孔C垂直于AC方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)的方向與AC平行,最后正離子打在DA延長(zhǎng)線上的P點(diǎn),而P離A的距離為2d,若不計(jì)離子的重力,求:
(1)離子到達(dá)C點(diǎn)的速度;
(2)離子從D到達(dá)P所需要的時(shí)間.

分析 (1)畫出離子的運(yùn)動(dòng)軌跡,由幾何知識(shí)求出離子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑,離子在磁場(chǎng)中由洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律可以求出離子的速度;
(2)找出離子在磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)軌跡所對(duì)應(yīng)的圓心角,根據(jù)離子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期公式求出離子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間;離子進(jìn)入電場(chǎng)后做類平拋運(yùn)動(dòng),水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向做勻加速運(yùn)動(dòng),由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式即可求出離子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.即能求出總時(shí)間.

解答 =解:(1)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示:

由幾何關(guān)系:R+Rsin30°=d,解得:R=23d,
粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,
由牛頓第二定律得:qvB=mv2R,解得:v=2qBd3m;
(2)粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)周期:T=\frac{2πm}{qB}
粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)的時(shí)間:t=\frac{120°}{360°}T=\frac{2πm}{3qB},
粒子在電場(chǎng)中作類平拋運(yùn)動(dòng):
在豎直方向:d=\frac{{v}_{y}}{2}t2,
水平方向:2d=vt2,
解得:t2=\frac{3m}{qB},
粒子從D到P的時(shí)間為:t=t1+t2=\frac{(2π+9)m}{3qB};
答:(1)離子到達(dá)C點(diǎn)的速度為\frac{2qBd}{3m};
(2)離子從D到達(dá)P所需要的時(shí)間為\frac{(2π+9)m}{3qB}

點(diǎn)評(píng) 本題離子在組合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的問題,離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)畫軌跡是解題的關(guān)鍵,在電場(chǎng)中運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的分解進(jìn)行研究.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

6.某同學(xué)在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度時(shí),得到了如圖所示的紙帶,從O點(diǎn)開始,每隔兩個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)記數(shù)點(diǎn),則每?jī)蓚€(gè)相鄰記數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.06s,測(cè)得OA=3.20cm,DE=9.72cm,則物體運(yùn)動(dòng)的加速度為4.53m/s2.由此可以計(jì)算出B點(diǎn)的瞬時(shí)速度0.94 m/s.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

7.為了安全,在公路上行駛的汽車之間應(yīng)保持必要的距離.已知某汽車的速度v=108km/h.假設(shè)前方車輛突然停止,汽車司機(jī)從發(fā)現(xiàn)這一情況,經(jīng)操縱剎車,到汽車開始減速所經(jīng)歷的時(shí)間(即反應(yīng)時(shí)間)t=0.50s.剎車時(shí)汽車加速度的大小為4.0m/s2,則兩車間的距離s至少應(yīng)為( �。�
A.15mB.112..5mC.97.5mD.127.5m

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

4.在距地面45m高處以20m/s的初速度水平拋出一個(gè)物體,經(jīng)過一段時(shí)間后,物體落地,取g=10m/s2.求:
(1)物體開始拋出到落地所需時(shí)間;
(2)物體相對(duì)于拋出點(diǎn)的水平位移大��;
(3)由開始拋出經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間,物體的速度方向與水平方向的夾角為45°?

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

11.騎馬射箭是我國(guó)傳統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目,如圖所示為一次移動(dòng)靶射擊的訓(xùn)練,射擊者騎馬從右面飛馳而來,從圖中彈射裝置A中水平射出速度為v0、質(zhì)量為m=0.1kg的體積較小的靶子,經(jīng)△t時(shí)間后射擊者水平射出箭矢,再經(jīng)t=0.2s后正好擊中靶子.已知彈射裝置A距地面的高度H=3.25m,箭矢被射出時(shí)距地面的高度h=1.8m,箭矢被射出時(shí)距彈射裝置A的水平距離x=22.5m,箭矢被射出時(shí)對(duì)地的速度為v2=75m/s,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=10m/s2忽略空氣對(duì)箭矢和靶子運(yùn)動(dòng)的影響.求:
(1)△t的值;
(2)彈射裝置對(duì)靶子所做的功.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

1.一輛汽車保持恒定速率駛過一座圓弧形拱橋,在此過程中( �。�
A.汽車做勻速運(yùn)動(dòng)B.汽車做勻變速運(yùn)動(dòng)
C.汽車所受合力不變D.汽車加速度大小恒定

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8.如圖1所示為某同學(xué)“探究功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置.小車在一條橡皮筋作用下彈出時(shí),橡皮筋對(duì)小車做的功記為W.然后,他分別用2條、3條…橡皮筋并在一起進(jìn)行實(shí)驗(yàn),每次小車獲得的速度分別由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶測(cè)出.

(1)他應(yīng)選用什么樣的橡皮筋B
A.規(guī)格相同,長(zhǎng)度不同          B.規(guī)格相同,長(zhǎng)度相同
C.規(guī)格不同,長(zhǎng)度不同          D.規(guī)格不同,長(zhǎng)度相同
(2)他分別用1條,2條,3條…橡皮筋進(jìn)行實(shí)驗(yàn),釋放小車前,應(yīng)將小車?yán)罙
A.靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器且將小車?yán)较嗤奈恢?br />B.遠(yuǎn)離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器且將小車?yán)较嗤奈恢?br />C.靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器但可以將小車?yán)讲煌奈恢?br />D.遠(yuǎn)離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器但可以將小車?yán)讲煌奈恢?br />(3)圖2是某次實(shí)驗(yàn)得到一條紙帶,測(cè)出相鄰兩點(diǎn)間的距離標(biāo)在紙帶上(如圖所示).已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s,由此可求出橡皮筋對(duì)小車做功后,小車獲得速度是0.9m/s.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

5.下列公式中定義的物理量不是采用比值定義法得出的是( �。�
A.E=\frac{F}{q}B.R=ρ\frac{I}{S}C.B=\frac{F}{IL}D.C=\frac{Q}{U}

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

6.如圖所示,小球P、Q的質(zhì)量相等,其間用輕彈簧相連,光滑斜面傾角為θ,系統(tǒng)靜止時(shí),彈簧與輕繩均平行與斜面,則在輕繩被突然剪斷的瞬間,下列說法不正確的是(  )
A.兩球的加速度大小均為g•sinθ
B.Q球的加速度為零
C.P球的加速度大小為2g•sinθ
D.P球的加速度方向沿斜面向上,Q球的加速度方向沿斜面向下

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