综合题20.0分
物理

如图所示,长L=0.125 m、质量M=30g的绝缘薄板置于倾角为θ=37°的斜面PM底端P, PN是垂直于PM的挡板,斜面与薄板间的动摩擦因数μ0=0.8 .质量m=10g、带电荷量q=+2.5×10-3C可视为质点的小物块放在薄板的最上端,薄板和物块间的动摩擦因数μ=0.5,所在空间加有一个方向垂直于斜面向下的匀强电场E.现对薄板施加一平行于斜面向上的拉力F=0.726N,当物块即将离开薄板时,立即将电场E方向改为竖直向上,同时增加一个垂直纸面向外B=6.0T足够大的匀强磁场,并撤去外力F,此时小物块刚好做匀速圆周运动. 设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同,不考虑因空间电、磁场的改变而带来的其它影响,斜面和挡板PN均足够长.取g=10 m/s2,sin37=0.6.求:

26.电场强度E的大小;

27.小物块从开始运动至脱离薄板所需要的时间;

28.物块第一次击中挡板PN的位置。

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

(1)40N/C

解析

因物块能在竖直面内做匀速圆周运动,所以必有:得场强大小,代入数据得E=40N/C。

考查方向

考查带电物体在电场、磁场、重力场的复合场中的运动模型。

解题思路

根据“刚好做匀速圆周运动”得出:重力等于电场力,求得电场强度E的大小。

易错点

对“刚好做匀速圆周运动”的物体条件不清楚。2、对物体的运动轨迹分析不准确。3、在计算时间时,对运动学的公式选择不当。

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

(2)0.5s

解析

分别对物块、薄板进行受力分析,写出牛顿第二运动定律的表达式,求出各自的加速度,根据加速度运用运动学的基本公式,及空间位置关系:,求解时间t

考查方向

考查带分析电物体在磁场中的匀速圆周运动轨迹及其基本公式计算。

解题思路

分别对物块、薄板进行受力分析,写出牛顿第二运动定律的表达式,求出各自的加速度,根据加速度运用运动学的基本公式,及空间位置关系:,求解时间t

易错点

对“刚好做匀速圆周运动”的物体条件不清楚。2、对物体的运动轨迹分析不准确。3、在计算时间时,对运动学的公式选择不当。

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

(3) 距P点的距离为:1.87m

解析

物块即将离开薄板时,物块发生的位移:=0.375m,物块的速度:=1.5m/s期间薄板发生的位移:=0.5m,速度=2m/s物块离开薄板后,在竖直面内做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律: 得物块做匀速圆周运动的半径:r=1.0m由几何关系得物块第一次击中PN的位置距P点的距离为:=1.87m

考查方向

考查牛顿第二运动定律及运动学中的滑块滑板模型。考查带电物体在匀强电场中的受力计算。

解题思路

分析物块所受洛伦兹力的方向,根据公式求得物块匀速圆周运动的半径,画出物块的运动轨迹,根据几何关系求解击中挡板PN的位置。

易错点

对“刚好做匀速圆周运动”的物体条件不清楚。2、对物体的运动轨迹分析不准确。3、在计算时间时,对运动学的公式选择不当。