有牛顿第二定律得F_安^' cos3 7°-F_1-f^'=ma 解得a=2.6 m/s2
15、(1)2m/s (2) M(0,2m) (3)
(1)小球在电场中沿场强方向做匀加速直线运动,根据动能定理有:
又因为场强方向与水平方向夹角为45^°,故
所以解得: v=2"m/s"
(2)小球射出电场后做匀速直线运动,打到N板上,有几何关系可知N点的坐标为(0,-2m),击中N后由题意可知反弹以与水平方向成45^°斜向上方匀速直线运动,进入磁场.小球进入磁场后的半径: Bvq=m v^2/R
代入数据解得:R=√2 m,故小球在第一象限转半圆打到M点,故根据几何关系可得M点的坐标为(0,2),根据题意击中M后再在第二象限转半圆回到A点。小球的轨迹如图所示。
(3)由轨迹图可知,小球在电场中做加速运动的平均速度为:v ̄=(v+0)/2=2/2 "m/s=1m/s"
时间为:t_1=L/v ̄ =√2/1 s=√2 s
由几何关系可知做匀速直线运动的时间为:t_2=3L/v=(3√2)/2 s
而在磁场中做圆周运动恰好为一个完整圆周,故时间为:
t_3=2πm/qB=(2π×0.01)/(1×10^(-6)×√2×10^4 ) s=√2 πs
所以总时间为:t_总=t_1+t_2+t_3=((5√2)/2+√2 π)s