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題組2 24.(12分)(2018山東濰坊三模)如圖所示,一消防車空載時的質(zhì)量為2 000 kg,儲水容積為10 m3,儲滿水后靜止在傾角為37的斜坡上,水槍出水口距水平地面高度為3.2 m,打開水槍水流持續(xù)向坡底水平射出,水落到水平面上的著火點,著火點到射出點的水平距離為48 m,已知水槍出水口的面積為210-3 m2,水的密度為1.0103 kg/m3,g取10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8.求: (1)水射出槍口時的速度大小; (2)從打開水槍開始計時,水噴完前消防車受到的摩擦力隨時間變化的關(guān)系式。 25.(20分)(2018山東臨沂三模)如圖所示,質(zhì)量為m,帶電荷量為+q的帶電粒子由靜止開始經(jīng)電壓為U0的加速電場加速后沿平行于極板的方向從靠近上極板的位置射入偏轉(zhuǎn)電場,極板間電壓為U,上極板帶正電荷,極板長度和極板間距均為L,粒子從另一側(cè)射出偏轉(zhuǎn)電場,進入緊鄰的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B,磁場方向垂直于紙面向外,磁場只存在于MN右側(cè)的某個正三角形區(qū)域內(nèi),MN為磁場的一條邊界,忽略電場和磁場間的距離,不計帶電粒子的重力。 (1)粒子進入偏轉(zhuǎn)電場時的速度; (2)當偏轉(zhuǎn)電壓U=0時,若帶電粒子最終從MN邊界離開磁場,求磁場區(qū)域的最小面積S1; (3)當偏轉(zhuǎn)電壓U=2U0時,若帶電粒子最終從MN邊界離開磁場,此時磁場區(qū)域的最小面積為S2,求S1S2。  題組2 24.答案 (1)60 m/s　(2)f=6.624104-720t(N) 解析 (1)水出口速度為v,由平拋運動h=12gt2 水平方向x=vt 解得:v=60 m/s (2)取Δt時間噴出的水為研究對象,Δm=ρSvΔt 由動量定理:FΔt=Δmv 解得:F=ρSv2 由牛頓第三定律得:水對車的作用力F=F 取消防車為研究對象,以沿斜面向上為正方向,其受力平衡: (M+ρV0-ρSvt)gsin 37=Fcos 37+f 解得:f=6.624104-720t(N) 25.答案 (1)2qU0m　(2)83mU03qB2　(3)43 解析 (1)帶電粒子在電場中加速,qU0=12mv12 解得v1=2qU0m (2)由于偏轉(zhuǎn)電壓U=0,垂直MN進入磁場,在磁場中做半個圓周運動后從MN射出磁場. qv1B=mv12r1 設(shè)正三角形磁場的邊長為b,則: sin 60=2r1b 正三角形磁場區(qū)域的面積為:S1=12b2sin 60 解得:S1=83mU03qB2 (3)當偏轉(zhuǎn)電壓U=2U0時,帶電粒子在偏轉(zhuǎn)電場中 L=v1t a=2qU0mL 離開偏轉(zhuǎn)電場時的偏轉(zhuǎn)角tan θ=atv1 解得θ=45 則粒子進入磁場時的速度v2=v1cosθ 設(shè)這次粒子在磁場中的運動半徑為r2 qv2B=mv22r2 設(shè)此時正三角形磁場的邊長為c, 則根據(jù)幾何關(guān)系:c=2r2 S2=12c2sin 60 解得:S1S2=b2c2=43