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如图所示是计算机模拟出的一种宇宙空间的情境[高三][物理]
收录时间:2021-06-21    答题:高三物理(贾老师)

【题目】如图所示是计算机模拟出的一种宇宙空间的情境,在此宇宙空间存在这样一个远离其它空间的区域(在该区域内不考虑区域外的任何物质对区域内物体的引力),以MN为界,上、下两部分磁场磁感应强度大小之比为2:1,磁场方向相同,范围足够大,在距MNhP点有一个宇航员处于静止状态,宇航员以平行于界线的速度向右推出一个质量为m的带负电物体,发现物体在界线处速度方向与界线成60°角,进入下部磁场.由于反冲,宇航员沿与界线平行的直线匀速运动,到达Q点时,刚好又接住物体而静止,求:

(1)PQ间距离d

(2)宇航员质量M

 

【答案】(1) (2)

【解析】(1)画出小球在磁场B1中运动的轨迹如图所示,

可知

可知

根据运动的对称性,PQ的距离为:

(2)粒子由P运动到Q的时间

宇航员匀速运动的速度大小为:

由动量守恒定律得:

可求得宇航员的质量: