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1、简答题 如图所示,一个质量为m,带电量为+q的粒子以速度v0从O点沿y轴正方向射入磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,粒子飞出磁场区域后,从点b处穿过x轴,速度方向与x轴正方向的夹角为300.粒子的重力不计,试求:
(1)粒子在磁场中的运动半径
(2)粒子在磁场中运动的时间.
(3)圆形匀强磁场区域的最小面积.
参考答案:(1)带电粒子在磁场中运动时,洛仑兹力提供向心力得:
Bqv0=mv02R
解得:R=mv0Bq
(2)带电粒子在磁场中轨迹圆弧对应的圆心角为120°,带电粒子在磁场中运动的时间为转动周期的13,
t=13T=13×2πmBq=2πm3Bq
(3)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,连接粒子在磁场区入射点和出射点得弦长为:
l=
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 一重球用细绳悬挂在匀速前进中的车厢天花板上,当车厢突然制动时,则:(? )
A.绳的拉力突然变小
B.绳的拉力突然变大
C.绳的拉力没有变化
D.无法判断拉力有何变化
参考答案:B
本题解析:一重球用细绳悬挂在匀速前进中的车厢天花板上,当车厢突然制动时,由于惯性,小球会继续向前运动而摆动起来,因此要考虑到向心力,所以在摆动那一瞬间,
,所以绳子拉力大于重力,B正确
点评:本题考查了向心力的知识,在这个题目中要判断出突然静止后,小球的运动状态,从而找出向心力的表达式求解。
本题难度:简单
3、简答题 质量为m的小球由长为L的细线系住,细线的另一端固定在?A点,AB是过A的竖直线,且AB=L,E为AB的中点,过E作水平线?EF,在EF上某一位置钉一小钉D,如图所示.现将小球悬线拉至水平,然后由静止释放,不计线与钉碰撞时的机械能损失.
(1)若钉子在E点位置,则小球经过B点前后瞬间,绳子拉力分别为多少?
(2)若小球恰能绕钉子在竖直平面内做圆周运动,求钉子D的位置离E点的距离x.
(3)保持小钉D的位置不变,让小球从图示的P点静止释放,当小球运动到最低点时,若细线刚好达到最大张力而断开,最后小球运动的轨迹经过B点.试求细线能承受的最大张力T.
参考答案:(1)小球从M点到B点的过程中,根据动能定理得:
mgL=12mv2
碰前:T1-mg=mv2L?
解得:T1=3mg
碰后:T2-mg=mv2(L2)?
解得:T2=5mg
(2)小球恰好能在竖直平面内做圆周运动,在最高点时有速度v1,此时做圆周运动的半径为r,
则mg(L2-r)=12mv12?①
且mg=mv21r②
由几何关系:x2=(L-r)2-(L2)2?③
由以上三式可得:
r=L3?④
x=
本题解析:
本题难度:一般
4、简答题 如图所示,高速公路转弯处弯道半径R=100m,m=1500kg汽车以v1=10m/s的速率行使,其所需的向心力为多大,汽车轮胎与路面的动摩擦因素μ=0.4,若路面是水平的,问汽车转弯时不发生径向侧滑(离心现象)所许可的最大速率vm为多少?当超过vm时,将会出现什么现象?
参考答案:由题意可有:F=mv2R=1500×102100=1500N,
故汽车所需向心力为1500N.
当以最大速度转弯时,最大静摩擦力提供向心力,此时有:
fm=mgμ=mv2R,
由此解得最大速度为:v=20m/s.
故汽车转弯时不发生径向侧滑时的最大速度为20m/s,
当超过最大速度时,外力提供向心力不足,汽车将做离心运动,有翻车的危险.
本题解析:
本题难度:一般
5、计算题 在一段平直公路上,一辆汽车质量为1.0× 104 kg,速度从5 m/s均匀地增加到15 m/s,经过的时间为50 s,如果汽车在运动中受到的阻力是车重的
,g = 10 m/s2.求:
(1)汽车在这段时间内的加速度的大小;
(2)汽车发动机牵引力在这段时间内的平均功率.
参考答案:解:
(1)汽车在这段时间内的加速度

(2)设平均功率为
则
①
而
②
联立①②代入数据得
本题解析:
本题难度:一般