问题 问答题

(1)AO的长度;

(2)两球碰撞过程损失的机械能;

(3)M每次与斜面的碰撞均没有机械能损失,且满足反射定律,则M从开始运动到第2次飞出磁场共用多少时间?

(4)若M第2次刚飞出磁场时即撤去电、磁场,求M落在斜面上的位置与O的距离。(用M碰后的速度V表示最终结果即可)

答案

(1)+L (2)

(3)++ (4)

(1)由题意可知,M在磁场中做匀速圆周运动,半径为R=Lsinθ=L….1分

设碰撞后M的速度为V,由R===,得

V==…………………………………………………………………..2分

M与M碰撞过程系统水平方向合外力为0,故水平方向动量守恒,设m碰前速度 V0,有:    mV0="MV    " 得   V0=2V=………………………………………..2分

M从A到C做初速度为0的匀加速运动,从C到O因为 qE=mg,故做匀速运动,

设AC=s,由动能定理有:

mgssinθ-μmgscosθ=m-0………………………………………….2分

解得    s=……………………………………………………….2分

所以   AO=s+L=+L…………………………………………….1分

(2)ΔE=m-M=………………………………………….2分

(3)M做匀速圆周运动的周期T= =…………………………1分

出磁场在电场中做匀速运动,时间为t1=……………………………...1分

与斜面碰撞后做竖直上抛运动,上升时间为t2=……………………………1分

所以总时间为t=T+2t1+2t2=++…………………….……….1分

(4)撤去电、磁场后M做平抛运动,设落在斜面上的D点,DO=d,用时为tp,则有

dcosθ=VtP ……………………………………………………………….....1.分

2Lsinθ-dsinθ=g……………………………………………………..1分

解得d=……………………………………2分

 

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