如图，在直角坐标系xy内，有一个质量为m，电荷量为的电荷从原-优题课

如图，在直角坐标系xy内，有一个质量为m，电荷量为的电荷从原点沿x轴正方向以初速度为射出，电荷重力不计。现要求该电荷能通过点，试设计在电荷运动的空间范围内加上某种“场”后并运用物理知识求解的一种简单、常规的方案。说明电荷由到的运动性质并在图中绘出电荷运动的轨迹；要有必要的运算说明你设计的方案中相关的物理量的表达式（用题设已知条件和有关常数表示）

科目物理题型计算题难度中等

如图所示，桌面上固定有一半径为R的水平光滑圆轨道，M、N为轨道上的两点，且位于同一直径上，P为MN段的中点。在P点处有一加速器（大小可忽略），小球每次经过P点后，其速度大小都增加 $v_{0}$ 。质量为m的小球1从N处以初速度 $v_{0}$ 沿轨道逆时针运动，与静止在M处的小球2发生第一次弹性碰撞，碰后瞬间两球速度大小相等。忽略每次碰撞时间。求：

（1）球1第一次经过P点后瞬间向心力的大小；

（2）球2的质量；

（3）两球从第一次碰撞到第二次碰撞所用时间。

机械臂广泛应用于机械装配。若某质量为m的工件（视为质点）被机械臂抓取后，在竖直平面内由静止开始斜向上做加速度大小为a的匀加速直线运动，运动方向与竖直方向夹角为θ，提升高度为h，如图所示。求：

（1）提升高度为h时，工件的速度大小；

（2）在此过程中，工件运动的时间及合力对工件做的功。

秋千由踏板和绳构成，人在秋千上的摆动过程可以简化为单摆的摆动，等效“摆球”的质量为 $m$ ，人蹲在踏板上时摆长为 $l_{1}$ ，人站立时摆长为 $l_{2}$ 。不计空气阻力，重力加速度大小为 $g$ 。

（1）如果摆长为 $l_{1}$ ，“摆球”通过最低点时的速度为 $v$ ，求此时“摆球”受到拉力 $T$ 的大小。

（2）在没有别人帮助的情况下，人可以通过在低处站起、在高处蹲下的方式使“摆球”摆得越来越高。

a.人蹲在踏板上从最大摆角 $θ_{1}$ 开始运动，到最低点时突然站起，此后保持站立姿势摆到另一边的最大摆角为 $θ_{2}$ 。假定人在最低点站起前后“摆球”摆动速度大小不变，通过计算证明 $θ_{2} > θ_{1}$ 。

b.实际上人在最低点快速站起后“摆球”摆动速度的大小会增大。随着摆动越来越高，达到某个最大摆角 $θ$ 后，如果再次经过最低点时，通过一次站起并保持站立姿势就能实现在竖直平面内做完整的圆周运动，求在最低点“摆球”增加的动能 $Δ E_{k}$ 应满足的条件。

如图所示， $M$ 为粒子加速器； $N$ 为速度选择器，两平行导体板之间有方向相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里，磁感应强度为 $B$ 。从 $S$ 点释放一初速度为0、质量为 $m$ 、电荷量为 $q$ 的带正电粒子，经 $M$ 加速后恰能以速度 $v$ 沿直线（图中平行于导体板的虚线）通过 $N$ 。不计重力。

（1）求粒子加速器 $M$ 的加速电压 $U$ ；

（2）求速度选择器N两板间的电场强度 $E$ 的大小和方向；

（3）仍从 $S$ 点释放另一初速度为0、质量为 $2 m$ 、电荷量为 $q$ 的带正电粒子，离开N时粒子偏离图中虚线的距离为 $d$ ，求该粒子离开N时的动能 $E_{k}$ 。

如图所示，小物块A、B的质量均为 $m = 0.10 k g$ ，B静止在轨道水平段的末端。A以水平速度 $v_{0}$ 与B碰撞，碰后两物块粘在一起水平抛出。抛出点距离水平地面的竖直高度为 $h = 0.45 m$ ，两物块落地点距离轨道末端的水平距离为 $s = 0.30 m$ ，取重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ 。求：

（1）两物块在空中运动的时间t；

（2）两物块碰前A的速度 $v_{0}$ 的大小；

（3）两物块碰撞过程中损失的机械能 $ΔE$ 。