1、简答题 如图所示,在某空间实验室中,有两个靠在一起的等大的圆柱形区域,分别存在着等大反向的匀强磁场,磁感应强度B=0.10T,磁场区域半径r=
m,左侧区圆心为O1,磁场向里,右侧区圆心为O2,磁场向外.两区域切点为C.今有质量m=3.2×10-26?kg.带电荷量q=1.6×10-19?C的某种离子,从左侧区边缘的A点以速度v=106?m/s正对O1的方向垂直磁场射入,它将穿越C点后再从右侧区穿出.求:
(1)该离子通过两磁场区域所用的时间.
(2)离子离开右侧区域的出射点偏离最初入射方向的侧移距离为多大?(侧移距离指垂直初速度方向上移动的距离)
参考答案:

(1)离子在磁场中做匀速圆周运动,在左右两区域的运动轨迹是对称的,
如右图,设轨迹半径为R,圆周运动的周期为T,
由牛顿第二定律得,Bqv=mv2R,又因:T=2πRv,联立可得,R=mvBq? T=2πRBq
解得:R=2m,
由轨迹图知,tanθ=rR=
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题 汽车以10m/s的速度通过一座拱桥的最高点,拱桥半径20m,求此车里的一名质量为20kg的小孩对座椅的压力。(g=10m/s2)
参考答案:mg-FN=
FN=100N
小孩对座椅的压力为100N
本题解析:mg-FN=
FN=100N
小孩对座椅的压力为100N
本题难度:简单
3、计算题 如图所示水平转盘上放有质量为m的物块,物块到转轴上O点的距离为r, 物块和转盘间最大静摩擦力是压力的μ倍。求:

(1)若物块始终相对转盘静止,转盘转动的最大角速度是多少?
(2)用一水平细线将物块与转轴上的O点连接在一起,求当
时,细线的拉力T1和
时,细线的拉力T2。
参考答案:(1)
;(2)T1=0;T2 = μmg/2
本题解析:
试题分析: (1) 当物块所需要的向心力等于最大静摩擦力时,转盘角速度最大?即: μmg=" m" rωm2?
则:?
?
(2) 由于ω1 < ωm时仅由摩擦力可提供向心力,则细绳对物块的拉力T1=0。
由于ω2 > ωm时摩擦力不足以提供向心力,绳子也要提供部分向心力
则:T2 +μmg="m" rω22?
解得:T2 = μmg/2
本题难度:一般
4、填空题 甲、乙两个质点绕同一圆心做匀速圆周运动,甲的转动半径是乙的
,当甲转60周时乙转45周,甲、乙两个质点的向心加速度之比是______.
参考答案:4 : 3
本题解析:
本题难度:简单
5、选择题 如图所示,一长为L的轻绳,一端固定在天花板上,另一端系一质量为m的小球,球绕竖直轴线O1O2在水平面内做匀速圆周运动,绳与竖直轴线间的夹角为θ,则下述说法中正确的是( )
A.小球受到重力、绳的拉力和向心力
B.小球的加速度大小为gtanθ
C.小球所需向心力大小为mgsinθ
D.小球运动的周期为2π

参考答案:A、小球受重力和绳的拉力两个力,两个力的合力提供向心力.故A错误.

B、根据F合=ma,F合=mgtanθ,解得a=gtanθ,故B正确.
C、小球所受的合力F合=mgtanθ,合力等于向心力等于mgtanθ.故C错误.
D、根据F合=mgtanθ=mr(2πT)2,r=Lsinθ.T=2π
本题解析:
本题难度:一般