(17分)在如图所示的竖直平面内。水平轨道CD和倾斜轨道G…——2014 高考物理第 10 题答案解析

2014_省自主命题(四川)

2014 四川 第 10 题 解答题 区分题
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10.(17分)在如图所示的竖直平面内。水平轨道CD和倾斜轨道GH与半径 $r = { \frac { 9 } { 4 4 } } { \mathrm { m } }$ 的光滑圆弧轨道分别相切于D 点和 G 点, $G H { \stackrel { \Sigma } { - } }$ 水平面的夹角 $\theta = 3 7 ^ { \circ }$。过 G 点、垂直于纸面的竖直平面左侧有匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度B = 1.25T;过D点、垂直于纸面的竖直平面右侧有匀强电场,电场方向水平向右,电场强度 $E = 1 { \times } 1 0 ^ { 4 } \mathrm { N } / \mathrm { C }$。小物体 $P _ { 1 }$ 质量 $m = 2 { \times } 1 0 ^ { - 3 } \mathrm { k g }$、电荷量 $q = _ { \mathrm { * } } + 8 { \times } 1 0 ^ { - 6 } \mathrm { C }$,受到水平向右的推力 $F = 9 . 9 8 { \times } 1 0 ^ { - 3 } \mathrm { N }$ 的作用,沿 CD 向右做匀速直线运动,到达D 点后撤去推力。当 $P _ { 1 }$ 到达倾斜轨道底端G点时,不带电的小物体 $P _ { 2 }$ 在GH 顶端静止释放,经过时间 $t = 0 . 1 { \mathrm { s } }$ 与 $P _ { 1 }$ 相遇。 $P _ { 1 }$ 和 $P _ { 2 }$ 与轨道 CD、GH间的动摩擦因数均为 $\mu = 0 . 5$,取 $\begin{array} { r l r l } { g = 1 0 \mathrm { m } / \mathrm { s } ^ { 2 } , } & { { } \mathrm { s i n } 3 7 ^ { \circ } } & { { } = 0 . 6 , } & { \mathrm { c o s } 3 7 ^ { \circ } } & { = 0 . 8 } \end{array}$,物体电荷量保持不变,不计空气阻力。求:

(1)小物体 $P _ { 1 }$ 在水平轨道CD 上运动速度v的大小;

(2)倾斜轨道GH的长度s。

参考答案

(1) 4m/s; (2) 0.56m

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