题目内容
【题目】一般的曲线运动可以分成很多小段,每小段都可以看成圆周运动的一部分,即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替如图所示,曲线上的A点的曲率圆定义为:通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆,在极限情况下,这个圆就叫做A点的曲率圆,其半径叫做A点的曲率半径.
在场强为B的水平匀强磁场中,一质量为m、带正电q的小球在O点静止释放,小球的运动曲线如图所示已知此曲线在最低点的曲率半径为该点到x轴距离的2倍,重力加速度为求:
小球运动到任意位置处的速率v.
小球在运动过程中第一次下降的最大距离.
当在上述磁场中加一竖直向上场强为的匀强电场时,小球从O静止释放后获得的最大速率.
【答案】小球运动到任意位置处的速率v为.
小球在运动过程中第一次下降的最大距离为.
当在上述磁场中加一竖直向上场强为的匀强电场时,小球从O静止释放后获得的最大速率为.
【解析】
洛仑兹力不做功,由动能定理得:,解得:;
设在最大距离处的速率为,
小球做圆周运动,由牛顿第二定律得:,
由知:,
由及解得:;
小球运动轨迹如图所示:
由动能定理得:,
小球做圆周运动,由牛顿第二定律的:,
由及,解得:;
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