(2013•厦门一模)如图所示,光滑轨道ABCD固定在竖直平面内,由直轨道AB与圆弧轨道BCD平滑相切对接组成.圆弧的圆
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解题思路:根据动能定理求出C点的速度,然后根据牛顿第二定律求出在C点所受支持力,根据牛顿第三定律求对轨道的压力;

(1)小滑块在C点:FC-mg=m

vc2

R

小滑块A→C:mg•2r+qE1•Rsinθ=[1/2]mvc2

已知qE1=mg,解得:Fc=6.2mg

由牛顿第三定律FC′=6.2mg

(2)小滑块从A→D:

mg•r+qE1•R(1+sinθ)=[1/2]mvD2

解得:vD=

5.2gR

小滑块离开D点后,竖直方向做竖直上抛运动,垂直直面向里的水平方向做初速度为0的匀加速直线运动

竖直方向:t=

2vD

g=2

5.2R

g

水平方向:a=

qE2

m=[3/4]g

s=[1/2]at2

解得:s=7.8R

(3)当qE2与mg的合力方向与v方向垂直时,合外力的瞬时功率最小,等于零,此时v方向与水平夹角为37°

设经过的时间为t,

vx=at=[3/4]gt

vy=vD-gt

vy

vx=tan37°=[3/4]

解得:t=[16/25]

5.2R

g

答:(1)小滑块滑到C点时对轨道压力大小为6.2mg;

(2)小滑块离开D点后,运动到与D点等高时,距D点的水平距离为7.8R;

(3)小滑块离开D点后,在区域Ⅱ运动过程中,经时间[16/25]

5.2R

g,它所受合外力的瞬时功率最小.

点评:

本题考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动;牛顿第二定律;向心力;功率、平均功率和瞬时功率.

考点点评: 本题考查了带电物体在复合场中的运动,关键是弄清个阶段的运动形式选取相应的规律列方程求解.

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