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

◎ 题目

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

◎ 解析

(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

◎ 知识点

    专家分析,试题“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…”主要考查了你对  【带电粒子在复合场中的运动】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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