计算题32分练(1)1
(12分)一物体(可视为质点)以一定的初速度冲上一倾角为θ的斜面,最后静止在斜面上,如图1所示,已知物体在第1s内位移为6m,停止运动前的最后1s内位移为2m,求:图1(1)在整个减速运动过程中物体的位移大小;(2)整个减速过程所用的时间
解析(1)设物体做匀减速运动的加速度大小为a,初速度为v0
由于物体停止运动前的最后1s内位移为2m,则由逆向思维把整个过程当作物体做反方向的匀加速直线运动有x2=at(2分)解得a=4m/s2(1分)物体在第1s内位移为6m,则有x1=v0t1-at(2分)解得v0=8m/s(2分)在整个减速运动过程中物体的位移大小为x==m=8m
(2分)(2)对整个运动过程有x=at2(1分)解得t==s=2s
(2分)答案(1)8m(2)2s2
(20分)电视机中显像管(抽成真空玻璃管)的成像原理主要是靠电子枪产生高速电子束,并在变化的磁场作用下发生偏转,打在荧光屏不同位置上发出荧光而形成像
显像管的原理示意图(俯视图)如图2甲所示,在电子枪右侧的偏转线圈可以产生使电子束沿纸面发生偏转的磁场,偏转的磁场可简化为由通电螺线管产生的与纸面垂直的磁场,该磁场分布的区域为圆形(如图乙所示),其磁感应强度B=μNI,式中μ为磁常量,N为螺线管线圈的匝数,I为线圈中电流的大小
由于电子的速度极大,同一电子穿过磁场的过程可认为磁场没有变化,是稳定的匀强磁场
已知电子质量为m,电荷量为e,电子枪加速电压为U,磁常量为μ,螺线管线圈的匝数为N,偏转磁场区域的半径为r,其圆心为O点
当没有磁场时,电子束通过O点,打在荧光屏正中的M点,O点到荧光屏中心的距离OM=L
电子被加速前的初速度、所受的重力、电子间的相互作用力以及地磁场对电子束的影响均可忽略不计,也不考虑相对论效应及磁场变化所激发的电场对电子束的作用
图2(1)求电子束经偏转磁场后打到