19、如图示,质量m=1kg的物体从高为h=0.2m的光滑轨道上P点由静止开始下滑,滑到水平传送带上的A点,物体和皮带之间的动摩擦因数为μ=0.2,传送带AB之间的距离为L=5m,传送带一直以v=4m/s的速度匀速运动, 求:
(1)物体从A运动到B的时间是多少?
(2)物体从A运动到B的过程中,摩擦力对物体做了多少功?
(3)物体从A运动到B的过程中,产生多少热量? (4)物体从A运动到B的过程中,带动传送带转动的电动机多做了多少功?
20、如图甲示,水平传送带的长度L=6m,传送带皮带轮的半径都为R=0.25m,现有一小物体(可视为质点)以恒定的水平速度v0滑上传送带,设皮带轮顺时针匀速转动,当角速度为ω时,物体离开传送带B端后在空中运动的水平距离为s,若皮带轮以不同的角速度重复上述动作(保持滑上传送带的初速v0不变),可得到一些对应的ω和s值,将这些对应值画在坐标上并连接起来,得到如图乙中实线所示的 s- ω图象,根据图中标出的数据(g取10m/s2 ),求: (1)滑上传送带时的初速v0以及物体 和皮带间的动摩擦因数μ (2)B端距地面的高度h
(3)若在B端加一竖直挡板P,皮带轮 以角速度ω′=16rad/s顺时针匀速转 动,物体与挡板连续两次碰撞的时 间间隔t′为多少?(物体滑上A端 时速度仍为v0,在和挡板碰撞中无 机械能损失)
21、如图所示,一可视为质点的物体质量为m=1kg,在左侧平台上水平抛出,恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点进入光滑竖直圆弧轨道,并沿轨道下湍,A、B为圆弧两端点,其连线水平,O为轨道的最低点,已知圆弧半径为R=1.0m,对应圆心角为θ=106°,平台与AB连线的高度差为h=0.8m。
(重力加速度g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6) (1)物体平抛的初速度;
(2)物体运动到圆弧轨道最低点O时对轨道的压力。
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22、如图所示,水平传送带AB长为L=21m,以6m/s顺时针匀速转动,台面与传送带平滑连接于B点,半圆形光滑轨道半径R=1.25m,与水平台面相切于C点,BC长S=5.5m,一质量为m=1kg的小物块(可视为质点),从A点无初速的释放,物块与带及台面间的动摩擦因数?=0.1.
(1)求物块从A点一直向右运动到C点所用时间。
(2)试分析物块能否越过与圆心O等离的P点,若能,物块做斜抛还是平抛;若不能,最终将停在离C点多远处?
三、复合场专项练习
1.如图所示,MN、PQ为间距L=0.5m足够长的平行导轨,NQ⊥MN。导轨平面与水平面间的夹角θ=37°,NQ间连接有一个R=5Ω的电阻。有一匀强磁场垂直于导轨平面,磁感强度为B0=1T。将一根质量为m=0.05kg的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上,且与导轨接触良好,导轨与金属棒的电阻均不计。现由静止释放金属棒,金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行。当金属棒滑行至cd处时恰达到稳定速度v=2m/s,已知cd距离NQ为s=1m。试解答以下问题:(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8) (1)求金属棒与导轨间的动摩擦因数μ。
(2)若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0,从此时刻起,让磁感强度逐渐减小,可使金属棒中不产生感应电流,求当磁感应强度减小到B=0.25T时所需要的时间t。 B0 a N R
Q b c M d θ
P
2.在一个水平面上建立x轴,在过原点O右侧空间有一个匀强电场,场强大小
E?6?105N/C,方向与x轴正方向相同,在O处放一个带电量q?5?10?8C、质量m?0.010kg的带负电绝缘物块.物块与水平面间的动摩擦因数??0.2,沿x轴正方向给
物块一个初速度v0?2m/s,如图所示,
求(1)物块最终停止时的位置. (g 取10m/s)
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2 (2)物块在电场中运动过程的机械能增量.
3、.如图5-6-20,两个共轴的圆筒形金属电极,外电极接地,其上均匀分布着平行于轴线的四条狭缝a、b、c和d,外筒的外半径为r0。在圆筒之外的足够大区域中有平行于轴线方向的均匀磁场,磁感强度的大小为B,在两极间加上电压,使两圆筒之间的区域内有沿半径向外的电场。一质量为m、带电量为+q的粒子,从紧靠内筒且正对狭缝a的S点出发,初速为零。如果该粒子经过一段时间的运动之后恰好又回到出发点S,则两极之间的电压U应是多少?(不计重力,整个装置在真空中。)
a
+q S d b O c 图5-6-20
4、如图所示,坐标系xOy在竖直平面内,水平轨道AB和斜面BC均光滑且绝缘,AB和BC的长度均为L,斜面BC与水平地面间的夹角???60?,有一质量为m、电量为+q的带电小球(可看成质点)被放在A点。已知在第一象限分布着互相垂直的匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上,场强大小E2?Ey E2 mg,磁场qA B 60O C
D
x 为水平方向(图中垂直纸面向外),磁感应强度大小为B;在第二象限分布着沿x轴正向的水平匀强电场,场强大小
B2qLE1?。现将放在A点的带电小球由静止释放,则
6m小球需经多少时间才能落到地面(小球所带的电量不变)?
5、如图,abcd是一个正方形的盒子,在cd边的中点有一小孔e,盒子中存在着沿ad方向的匀强电场,场强大小为E,一粒子源不断地从a处的小孔沿ab方向向盒内发射相同的带电粒子,粒子的初速度为v0,经电场作用后恰好从e处的小孔射出。现撤去电场,在盒子中加一方向垂直纸面的匀强磁场,磁感应强度大小为B(图中未画出),粒子仍恰好 从e
b 孔射出。(带电粒子的重力和粒子之间的相互作用力均可忽略) a v0 ?所加的磁场方向如何?
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d e E c ?电场强度E与磁感应强度B的比值多大?
6.图所示,坐标系xoy在竖直平面内,空间有沿水平方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感强度大小为B,在x<0的空间内还有沿x负方向的匀强电场.一个质量为m、带电量为q的油滴经图中M(-a,0)点(a>0),沿着与水平方向成α角斜向下作直线运动,进入x>0区域,求:
(1)油滴带什么电荷?油滴做匀速直线运动还是匀变速直线运动?请说明理由;
(2)油滴在M点运动速度的大小;
(3)油滴进入x>O区域,若能到达x轴上的N点(在图9中未标出),油滴在N点时速度大小是多少?
M
7.如图所示,MN为纸面内竖直放置的挡板,P、D是纸面内
水平方向上的两点,两点距离PD为L,D点距挡板的距离v0
DQ为L/π.一质量为m、电量为q的带正电粒子在纸面内从P
Q P D 点开始以v0的水平初速度向右运动,经过一段时间后在MN
左侧空间加上垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场,
磁场维持一段时间后撤除,随后粒子再次通过D点且速度方
向竖直向下.已知挡板足够长,MN左侧空间磁场分布范围足够大.粒子的重力不计.求: (1)粒子在加上磁场前运动的时间t;
(2)满足题设条件的磁感应强度B的最小值及B最小时磁场维持的时间t0的值.
× × × × × 8.如图十六所示,在空间存在这样一个磁场区域:以MN为界,
B1 Q P 上部分的匀强磁场的磁感应强度为B1,下部分的匀强磁场的磁× × × ×h × 感应强度为B2,B1=2B2=2B0,方向均垂直纸面向里,且磁场区600 N M × × × × × 域足够大.在距离界线为h的P点有一带负电荷的离子处于静止
× × × × × 状态,某时刻离子分解成为带电粒子A和不带电粒子B,粒子A
质量为m、带电荷q,以平行于界线MN的初速度向右运动,经B2 × × × × × 过界线MN时速度方向与界线成60°角,进入下部分磁场.当粒
图十六
子B沿与界线平行的直线到达位置Q点时,恰好又与粒子A相遇.不计粒子的重力.求: (1)P、Q两点间距离. (2)粒子B的质量.
y 9.(2007年高考理综Ⅰ卷25.)两平面荧光屏互相垂直放置,在两屏内分别取垂直于两屏交线的直线为x和y轴,交点O为原点,
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O a x
如图所示。在y>0,0 10.(07年1月山东潍坊市期末统考在电脑显示器的真空示波管内,控制电子束扫描的偏转场是匀强磁场,磁场区域是宽度为3.0cm的矩形,右边界距荧光屏20.0cm,高度足够.某段时间内磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度 - B=4.55×103T不变.电子初速度不计,经U=4550V电压加速 后沿中心线射入磁场,偏转后打在屏上产生亮点(若无磁场, - 亮点在屏中心),已知电子的质量m=0.91×1030kg,电荷量 - e=1.6×1019C. U (1)在图中大致画出电子运动的径迹; (2)求亮点偏离荧光屏中心的距离. 11.在平面直角坐标系xOy中,第1象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于Y轴射入电场,经x轴上的N点与x轴正方向成θ=60°角射入磁场,最后从y轴负半轴上的P点垂直于Y轴射出磁场,如图所示。不计粒子重力,求 (1)M、N两点间的电势差UMN。 (2)粒子在磁场中运动的轨道半径r; (3)粒子从M点运动到P点的总时间t。 12.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、电荷量为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)粒子到达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。 图 20