佛山第二模式的历史答案
进入电场和磁场后,P受到三种力:电场力、重力和洛伦兹力。
电场力f = QE = 0.3n
重力G=mg=0.3N?
可以看出,电场力和重力大小相等,方向相反,两个力是平衡的。
所以相当于P在电场和磁场中只受洛仑兹力,做匀速圆周运动。
(2)P在磁场中受到洛仑兹力,为P做圆周运动提供向心力。
所以qvB=mv2R?
p的圆周运动半径R=mvqB?①
周期t = 2π RV = 2π MQB
T=12s代入数据
从已知的条件来看,有t = 1.0s = 112t。
所以如下图所示:
p = 30的轨迹圆心角θ?
右图可以看出,轨迹半径r = dsinθ = 0.2msin30 = 0.4m。
结合①公式,V=0.2m/s。
(3)当P和Q碰撞时,系统动量守恒,存在
mv0=mv+mQvQ
代入数据可以得到VQ = 0.6m/s
碰撞后,Q的水平方向只受摩擦力的影响。应用牛顿第二定律,有
μmg=ma
得到a=0.8m/s2。
因为Q在摩擦力的作用下做匀速直线运动,速度取为正方向,加速度a=-0.8m/s2。
那么q停止前的运动时间t' = 0?vQa=0?0.6?0.8s=0.75s?
因为t' < t,意味着t' 所以位移x = 0?vQ22a=0?0.622×(?0.8)米= 0.225米 即Q停留在从初始位置向右0.225m处。 答案:(1)通过受力分析,判断P球碰撞后在电场和磁场中做匀速圆周运动; (2)P出电场和磁场的速度为v = 0.2m/s; (3)在P走出电场和磁场的瞬间,Q停留在离初始位置0.225m的右侧。