问题 问答题

如图所示,质量为3.0kg的小车以1.0m/s的速度在光滑的水平面上向左运动,车上AD部分是表面粗糙的水平轨道,DC部分是1/4光滑圆弧,整个轨道都是由绝缘材料制成的,小车所在空间内有竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,电场强度E为40N/C,磁感应强度B为2.0T。现有一质量为1.0kg、带负电且电荷量为的滑块以8m/s的水平速度向右冲上小车,当它通过D点时速度为5.0m/s(滑块可视为质点,g取),求:(计算结果保留两位有效数字)

(1)滑块从A到D的过程中,小车、滑块组成的系统损失的机械能;

(2)如果圆弧轨道半径为1.0m,求滑块刚过D点时对轨道的压力;

(3)若滑块通过D点时,立即撤去磁场,要使滑块不冲出圆弧轨道,此圆弧的最小半径。

答案

(1)       (2) (3)0.90m

(1)(6分)设滑块运动到D点时的速度为,小车在此时的速度为

滑块从A运动到D的过程中系统动量守恒        

                              2分

小车的速度为

小车与滑块组成的系统损失的机械能为△E

                                     2分

                                 2分

(2)(6分)设滑块刚过D点时,受到轨道的支持力为N

                                      4分

得N="35.5N                                                             " 1分

滑块对轨道压力                           1分

(3)(8分)滑块沿圆弧轨道上升到最大高度时,滑块与小车具有共同速度v

由动量守恒定律                                  2分

                                         2分

设圆弧轨道的最小半径为

由动量守恒关系              2分

                                    2分

解答题
单项选择题 案例分析题