综合题20.0分
物理

如图所示,在xOy竖直平面内,Y轴的右侧有垂直纸面向外的匀强磁场B=0.4T和竖直向上的匀强电场E=2N/C,长为L=16m水平绝缘传送带AB以速度v0=3m/s顺时针匀速转动,右侧轮的轴心在Y轴上,右侧轮的上侧边缘B点的坐标是(0,y=8m)一个质量为M=2g、电荷量为q =+0.01C的小物块(可视为点电荷)以轻轻放在传送带左端,小物块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2,小物块从传送带滑下后,经过x轴上的P点(没画出),重力加速度g=10m/s2。求:

16.P点的坐标;

17.小物块从静止开始到经过x轴所用的时间;(结果保留2位小数)

18.改变传送带匀速运行的速度,可让小物体从传送带上滑下后经过坐标原点O,那么要让小物块经过坐标原点,传送带运行的速度范围。

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

(-3m,0)

解析

小物体在传送带做初速度为0的匀加速运动的加速度

当小物体与传送带速度相等时,所用时间,这段时间内小物体的位移

所以小物块先做匀加速运动,后做匀速运动,做匀速运动的时间

小物块从传送带下滑下进入y轴右侧后,因为电场力F=qE=0.02N=mg=0.02N,方向竖直向上,与重力的方向相反,所以合力为洛伦兹力,所以做匀速圆周运动,向心力由洛伦兹力提供,小物块的运动轨迹如图所示

由向心力公式得:,解得,运动时间

小物体离开磁场后,做平抛运动,运动时间

水平方向上的位移x2=v0t4=3m所以,P

考查方向

本题考查了带电粒子在混合场中的运动;动能定理的应用知识点,在近几年的各省高考题出现的频率很高,常与圆周运动,变速运动等知识点交汇命题。

解题思路

根据运动学公式,求得加速度大小,再依据两者速度相等,则判定小物块的位移与L的关系,当进入复合场时,根据电场力与重力的大小关系,可判定只由洛伦兹力提供向心力,做匀速圆周运动,从而依据牛顿第二定律,结合向心力,求得运动的半径及时间,最后再根据平抛运动规律,即可求解;

易错点

读不懂题目,不能分析物体所做的运动,没有解题思路。

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

小物块从静止开始到经过X轴所用的时间

考查方向

本题考查了带电粒子在混合场中的运动;动能定理的应用知识点,在近几年的各省高考题出现的频率很高,常与圆周运动,变速运动等知识点交汇命题。

解题思路

根据运动学公式,求得加速度大小,再依据两者速度相等,则判定小物块的位移与L的关系,当进入复合场时,根据电场力与重力的大小关系,可判定只由洛伦兹力提供向心力,做匀速圆周运动,从而依据牛顿第二定律,结合向心力,求得运动的半径及时间,最后再根据平抛运动规律,即可求解;

易错点

读不懂题目,不能分析物体所做的运动,没有解题思路。

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

小物块要经过坐标原点O,它做匀速圆周运动的半径,洛伦兹力提供向心力,得解得

小物块在传送带上滑行的末速度是v1=8m/s时,它在传送带上滑行的距离。说明如果小物块在传送带上一直做匀加速运动,则小物块就会经过坐标原点O,所以传送带的速度

故本题答案为:(1)P点的坐标为(-3m,0)(2)8.56s (3)

考查方向

本题考查了带电粒子在混合场中的运动;动能定理的应用知识点,在近几年的各省高考题出现的频率很高,常与圆周运动,变速运动等知识点交汇命题。

解题思路

根据由洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动,结合牛顿第二定律与运动学公式,即可求解.

易错点

读不懂题目,不能分析物体所做的运动,没有解题思路。