(2计算+1选考)(建议用时:30分钟)一、计算题(共32分)24.(2019·福建厦门质检)(12分)如图所示,半径R=0
3m的四分之一光滑圆弧轨道B,静止于光滑的水平地面.现将物体A在轨道顶端(与圆心O等高)由静止释放,已知A、B两物体的质量之比为=,圆弧轨道的最低点到地面的高度为h=0
2m,物体A可视为质点,不计空气阻力,重力加速度为g=10m/s2
求:(1)当物体A恰好脱离圆弧轨道时,A、B两物体的速度大小之比;(2)当物体A落地时,其落地点与B的右侧之间的水平间距s
解析(1)由题意知,A、B两物体在水平方向上动量守恒,则有mAvA=mBvB,解得=
(2)A、B两物体组成的系统机械能守恒,则有mAgR=mAv+mBv,物体A从圆弧轨道脱离后做平抛运动,则有sA=vAt,h=gt2,圆弧轨道B向左做匀速直线运动,则有sB=vBt,联立以上各式解得s=sA+sB=0
答案(1)(2)0
6m25.(2019·天津滨海新区质监)(20分)如图所示,直线y=x与y轴之间有垂直于xOy平面向外的匀强磁场B1,直线x=d与y=x间有沿y轴负方向的匀强电场,电场强度E=1
0×104V/m,另有一半径R=1
0m的圆形匀强磁场区域,磁感应强度B2=0
20T,方向垂直坐标平面向外,该圆与直线x=d和x轴均相切,且与x轴相切于S点.一带负电的粒子从S点沿y轴的正方向以速度v0进入圆形磁场区域,经过一段时间进入磁场区域B1,且第一次进入磁场B1时的速度方向与直线y=x垂直.粒子速度大小v0=1
0×105m/s,粒子的比荷为=5
0×105C/kg,粒子重力不计.求:(1)坐标d的值;(2)要使粒子无法运动到x轴的负半轴,则磁感应强度B1应满足的条件.解析(1)带电粒子在匀强磁场B2中运动,由牛顿第二定律得qB2v0=,解得r=1m=R,粒子进入匀强电场以后,做类平抛