问题 问答题

如图所示,半径为R的半圆形槽放在粗糙的水平地面上,槽内部光滑,其质量为M.匀强磁场与槽面垂直向内,将质量为m的带电小球自槽口A处由静止释放,小球到达槽最低点C时,恰好对槽无压力.整个过程中M对地始终静止,问:

(1)小球第一次运动到C点时,速度大小为多少?

(2)小球在以后运动过程中,半圆形槽对地面的最大压力是多少?

答案

(1)从A至C

mgR=

1
2
mv2

v=

2gR

故第一次运动到C点时的速度为

2gR

(2)小球由右向左运动到槽最低点时,小球对槽压力最大,槽对地压力最大

对球        F-mg-qvB=m

v2
R

又小球由左向右运动到最低点时,对小球

qvB-mg=m

v2
R

则          F=2(mg+m

v2
R
)=6mg

当小球运动到最低点时,槽对地压力FM=6mg+Mg

故槽对地面的最大压力为FM=6mg+Mg.

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