1、简答题 如图所示,坐标系xOy在竖直平面内,空间有沿水平方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,在x>0的空间里有沿x轴正方向的匀强电场,场强的大小为E,一个带正电的小球经过图中的x轴上的A点,沿着与水平方向成θ=30°角的斜向下直线做匀速运动,经过y轴上的B点进入x<0的区域,要使小球进入x<0区域后能在竖直面内做匀速圆周运动,需在x<0区域另加一匀强电场,若带电小球做圆周运动通过x轴上的C点(C点未标出),且
=,设重力加速度为g,求:
(1)小球运动速率的大小;
(2)在x<0的区域所加电场的场强大小和方向;
(3)小球从B点运动到C点所用时间.
参考答案:(1)小球从A运动到B的过程中,小球受重力、电场力和洛伦兹力作用而处于平衡状态,如图右图所示.由题设条件知sin30°=qEBqv,

所以小球的运动速率为? v=2EB.
(2)小球在x<0的区域做匀速圆周运动,则小球的重力与所受的电场力平衡,洛伦兹力提供做圆周运动的向心力.则
? mg=qE,
?又 tan30°=qEmg.
所以 E′=
本题解析:
本题难度:一般
2、简答题 一轻质细绳一端系一质量为m=
kg的小球A,另一端挂在光滑水平轴O?上,O到小球的距离为L=0.1m,小球跟水平面接触,但无相互作用,在球的两侧等距离处分别固定一个光滑的斜面和一个挡板,如图所示,水平距离s为2m,动摩擦因数为0.25.现有一小滑块B,质量也为m,从斜面上滑下,与小球碰撞时交换速度,与挡板碰撞不损失机械能.若不计空气阻力,并将滑块和小球都视为质点,g取10m/s2,试问:
(1)若滑块B从斜面某一高度h处滑下与小球第一次碰撞后,使小球恰好在竖直平面内做圆周运动,求此高度h.
(2)若滑块B从h=5m处滑下,求滑块B与小球第一次碰后瞬间绳子对小球的拉力.
(3)若滑块B从h=5m?处下滑与小球碰撞后,小球在竖直平面内做圆周运动,求小球做完整圆周运动的次数n.
参考答案:(1)小球刚能完成一次完整的圆周运动,它到最高点的速度为v0,在最高点,仅有重力充当向心力,则有
mg=mv20L?①
在小球从h处运动到最高点的过程中,机械能守恒,则有
mg(h-2L)-μmgS2=12mv20?②
解上式有h=0.5m?
(2)若滑块从h′=5m处下滑到将要与小球碰撞时速度为v1,则有
mgh′-μmgS2=12mv21?③
滑块与小球碰后的瞬间,同理滑块静止,小球以的速度开始作圆周运动,绳的拉力T和重力的合力充当向心力,则有?
T-mg=mv21L?④
解得
T=48N?
(3)小球恰好能做完整的圆周运动,机械能为:E=12mv20+mg(2L)
滑块和小球第一次碰撞后,每在平面上经s路程后再次碰撞,即机械能损失为:△E损=f?S=μmgS,则根据能量守恒定律,有
mgh′-μmgS2-12mv20-2mgLμmgS+1≥n
解得:n=10次?
即小球做完整圆周运动的次数n为10.
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题
如下图所示,一小球套在光滑轻杆上
,
绕着竖直轴
OO′匀速转动,下列关于小球的说法中正确的是

[? ]
A.小球受到重力、弹
力和摩擦
力
B.小球受到重力、弹力
C.小球受到一个水平指向圆心的向心力
D.小球受到重力、弹力的合力是恒力
参考答案:B
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 向心加速度的表达式为( )
A.a=
B.a=ωr
C.a=
D.a=
参考答案:已知线速度v和半径r,向心加速度的表达式为:a=v2r;
由a=v2r、v=ωr得,向心加速度的表达式有:
a=ω2r,故A正确,BCD错误.
故选:A.
本题解析:
本题难度:简单
5、选择题 一质点只受一个恒力的作用,其可能的运动状态为:
①匀变速直线运动?
②匀速圆周运动
③做轨迹为抛物线的曲线运动?
④匀变速曲线运动,
其中正确的是( )
A.①②③
B.①②③④
C.①②④
D.①③④
参考答案:质点只受一个恒力,则加速度恒定.
①匀变速直线运动,加速度恒定.故①正确.
②匀速圆周运动,加速度大小恒定,方向时刻改变,则加速度不恒定.故②错误.
③做轨迹为抛物线的曲线运动,加速度可能不变.比如平抛运动.故③正确.
④匀变速曲线运动,加速度恒定.故④正确.故D正确,A、B、C错误.
故选D.
本题解析:
本题难度:一般