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牛顿运动定律及应用 动能定理 变速圆周运动

来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：物理作业 时间：2024/05/14 07:59:06
如图所示，质量为m=1kg，带正电q=5×10-2C的小滑块，从半径为R=0.4m的光滑绝缘1/4圆弧轨道上由静止自A端滑下。整个装置处在方向互相垂直的匀强电场与匀强磁场中。已知E=100 V/m，水平向右；B=1T，方向垂直纸面向里。求：(1)滑块m到达C点时的速度；(2)在C点时滑块对轨道的压力。
解题思路： 此题综合考察了牛顿运动定律和动能定理
解题过程：
解析：以滑块为研究对象，自轨道上A点滑到C点的过程中，受重力mg，方向竖直向下；电场力FE=qE，水平向右；洛伦兹力F洛=qBv，方向始终垂直于速度方向.
（1）滑动过程中洛伦兹力F洛=qBv不做功.由动能定理得：
mgR-qER=mvC2
所以vC=
= m/s
=2 m/s.
（2）在C点，受四个力作用，由牛顿第二定律与圆周运动知识得：
FN-mg-BqvC=m
所以FN=mg+Bqvc+m=(1×10+5×10-2×1×2+1×) N=20.1 N
由牛顿第三定律知，滑块在C点处对轨道的压力：FN′=-FN，大小为20.1 N，方向向下.
答案：（1）2 m/s （2）20.1 N
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最终答案：略
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