问题 计算题

(19分)如图,在竖直平面内有以O为坐标原点的xOy坐标系,x≥0处有一块水平放置的粗糙薄板,已知P点坐标(L,0)。原点O处放一个质量为2m的绝缘物块A(可看做质点),A与薄板间的动摩擦因数为μ;第二、三象限内有垂直坐标平面向里的匀强磁场,磁感应强度为B;第三、四象限内有沿y轴正向的匀强电场,第三象限内电场强度大小为,第四象限内电场强度大小为;另有一个质量为m,带电量为q(q>0)的小球B从第二象限内的某点由静止释放,当它的运动方向变为水平方向时恰与A相撞,碰撞过程系统损失了的能量,B球电荷量不变。碰后A获得沿x轴正向的速度,最后停止在P点;B球反弹后最后也打在P点。求:

⑴B球经过y轴时的坐标;

⑵B球静止释放点离x轴的高度。

答案

(0,—) 3L(μ+)

题目分析:(1)设B球碰后速度大小为vB

因为 qE1=mg,B球在第三象限内做匀速圆周运动  qBvB=m

         2分

B球运动半周后再垂直电场方向进入第四象限内做类平抛运动,时间为t

沿y轴正方向加速度maB=

aB=g            1分

y轴正方向匀加速运动  2R=           1分

x轴正方向匀速直线运动L=vBt        1分

联立以上方程解得vB=        2分

 2R=        2分

B球经过y轴时的坐标为(0,—)            2分

(2)碰后物块A速度为vA,沿薄板水平匀减速运动到P点

加速度大小为aA,   μ2mg=2maA           2分

vA2=2aAL

vA=        2分

设B球在离x轴的高度为h处静止释放

B球在第一象限内只有重力做功mgh,根据总能量守恒有

mgh= 2mvA2+mvB          2分

h=3L(μ+)             2分

单项选择题
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