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1、計算題仿真2021·Ⅰ卷高考模擬演練
24.如圖甲所示,在xOy平面內(nèi)存在大小隨時間周期性變化的勻強磁場,變化規(guī)律如圖乙所示,規(guī)定垂直紙面向里為磁感應強度的正方向。在t=0時刻由原點O發(fā)射初速度大小為v0、方向沿y軸正方向的帶負電的粒子(不計重力)。粒子的比荷=,且v0、t0、B0均為量。
(1)求粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑;
(2)求t=6.5t0時粒子的位置坐標。
解析 (1)在0~t0時間內(nèi),粒子做勻速圓周運動,根據(jù)洛倫茲力提供向心力可得
qv0B0=m
又=
聯(lián)立解得r=
(2)粒子在磁場中做勻速圓周運動的周期為
T==2t0
那么粒子在0~t0時間內(nèi)軌跡
2、為半圓,t0~2t0時間內(nèi)粒子做勻速直線運動,粒子的運動軌跡如下列圖
粒子在勻速階段通過的位移大小為
y0=v0t0
t=6.5t0時粒子在水平方向和豎直方向通過的位移大小分別為
x=7r=
y=y(tǒng)0+r=
位置坐標為
答案 (1) (2)
25.如下列圖,固定的光滑平臺左側(cè)有一光滑的半圓軌道,軌道半徑R=0.72 m。平臺上靜止著兩個滑塊A、B,質(zhì)量分別為mA=0.1 kg、mB=0.2 kg,兩滑塊間夾有少量炸藥,平臺右側(cè)有一質(zhì)量M=0.9 kg的小車靜止在光滑的水平面上,質(zhì)量mC=0.1 kg、可視為質(zhì)點的滑塊C靜止在小車的左端,小車上外表與平臺的臺面等高。點燃炸藥后
3、,滑塊A恰好能到達半圓軌道的最高點,滑塊B沖上小車與滑塊C碰后粘在一起,并且恰好沒從小車右端滑出?;瑝KB、C與小車上外表間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.1,g=10 m/s2。
(1)求炸藥爆炸后滑塊B的速度大?。?
(2)求滑塊B、C與小車最終的共同速度的大??;
(3)求小車的長度和滑塊B、C在小車上外表上的滑行時間。
解析 (1)滑塊A恰好能到達半圓軌道的最高點,有mAg=mA
由機械能守恒定律得mAv=2mAgR+mAv2
炸藥爆炸時滑塊A、B組成的系統(tǒng)動量守恒,取水平向右為正方向,有mBvB-mAvA=0
聯(lián)立解得vB=3 m/s
(2)滑塊B與滑塊C碰撞過程中由動量守恒定律得
mBvB=(mB+mC)vC
解得vC=2 m/s
滑塊B、C與小車作用過程中由動量守恒定律得
(mB+mC)vC=(M+mB+mC)v共
解得v共=0.5 m/s
(3)滑塊B、C與小車作用過程中,由能量守恒定律得
(mB+mC)v-(M+mB+mC)v=μ(mB+mC)gL
解得L=1.5 m
滑塊B、C與小車作用過程中,對滑塊B、C整體應用動量定理得
-μ(mB+mC)gt=(mB+mC)v共-(mB+mC)vC
解得t=1.5 s
答案 (1)3 m/s (2)0.5 m/s (3)1.5 s
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