解得:E=1.4V,
故答案为:①aa',bb',②1.4(1.36~1.44均可) 0.5(0.4~0.6均可)
【点评】解决本题的关键确定故障的方法,对于图线问题,一般的解题思路是得出两物理量之间的关系式,结合图线斜率和截距进行求解,难度中等。
12.(16分)如图所示,物块A和B通过一根轻质不可伸长的细绳连接,跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧,质量分别为mA=2kg、mB=1kg。初始时A静止与水平地面上,B悬于空中。先将B竖直向上再举高h=1.8m(未触及滑轮)然后由静止释放。一段时间后细绳绷直,A、B以大小相等的速度一起运动,之后B恰好可以和地面接触。取g=10m/s2。
(1)B从释放到细绳绷直时的运动时间t;
(2)A的最大速度v的大小;
(3)初始时B离地面的高度H。
【考点】52:动量定理;6B:功能关系
【专题】11:计算题;22:学科综合题;32:定量思想;43:推理法;52F:动量定理应用专题.
【分析】(1)根据自由落体规律计算运动时间;
(2)根据动量守恒定律计算A的最大速度;
(3)根据机械能守恒计算B离地面的高度H。
代入数据解得:t=0.6 s。
(2)根据动量定理;以绳子运动方向为正方向;
对A(取向上为正方向),则有:F2t﹣mAgt=mAv′,
对B,则有:﹣F1t+mBgt=mBv′﹣mBvB;
而F1=F2
且vB=6m/s,
得:﹣gt=2v′+v′﹣6
由于碰撞时间极短,因此有:v′=2 m/s
(3)细绳绷直后,A、B一起运动,B恰好可以和地面接触,说明此时A、B的速度为零,
这一过程中A、B组成的系统机械能守恒,有:
代入数据解得:H=0.6 m。
答:(1)运动时间为0.6s;
(2)A的最大速度的大小为2m/s;
(3)初始时B离地面的高度为0.6m。
【点评】本题是一道综合题,但是仅仅是各个知识点的组合,一个问题涉及一个知识点,不是很难。在处理第三问的时候,使用了整体法,系统机械能能守恒,这种情况经常遇到,平时多练习。
13.(18分)平面直角坐标系xOy中,第Ⅰ象限存在垂直于平面向里的匀强磁场,第Ⅲ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,如图所示。一带负电的粒子从电场中的Q点以速度v0沿x轴正方向开始运动,Q点到y轴的距离为到x轴距离的2倍。粒子从坐标原点O离开电场进入磁场,最终从x轴上的P点射出磁场,P点到y轴距离与Q点到y轴距离相等。不计粒子重力,求:
(1)粒子到达O点时速度的大小和方向;
(2)电场强度和磁感应强度的大小之比。
【考点】AK:带电粒子在匀强电场中的运动;CI:带电粒子在匀强磁场中的运动
【专题】11:计算题;22:学科综合题;32:定量思想;4C:方程法;537:带电粒子在复合场中的运动专题.
【分析】(1)在电场中,粒子做类平抛运动,根据x轴方向的匀速直线运动和y方向的匀加速直线运动列方程求解;
(2)粒子在电场中受到的电场力时由牛顿第二定律求解加速度,再根据速度位移关系求解电场强度;根据粒子所受的洛伦兹力提供向心力得到半径计算公式,再根据则由几何关系得到半径大小,由此求解磁感应强度大小,然后求解比值。
【解答】解:(1)在电场中,粒子做类平抛运动,设Q点到x轴的距离为L,到y轴的距离为2L,粒子的加速度为a,运动时间为t,有
沿x轴正方向:2L=v0t,①
设粒子到达O点时沿y轴方向的分速度为vy
根据速度时间关系可得:vy=at ③