题目内容
如图所示,LMN是竖直平面内固定的光滑绝缘轨道,MN水平且足够长,LM下端与MN相切。在虚线OP的左侧,有一竖直向下的匀强电场E1,在虚线OP的右侧,有一水平向右的匀强电场E2和垂直纸面向里的匀强磁场B。C、D是质量均为m的小物块(可视为质点),其中C所带的电荷量为+q,D不带电。现将物块D静止放置在水平轨道的MO段,将物块C从LM上某一位置由静止释放,物块C沿轨道下滑进入水平轨道,速度为v,然后与D相碰,粘合在一起继续向右运动。求:
(1)物块C从LM上释放时距水平轨道的高度h;
(2)物块C与D碰后瞬间的共同速度v共;
(3)物块C与D离开水平轨道时与OP的距离x。
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解:(1)对物块C,根据动能定理有
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可得
(3分)
(2)对物块C、D,碰撞前后动量守恒,则有
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可得
(3分)
(3)C与D刚要离开水平轨道时对轨道的压力为零,设此时它们的速度为v′,则有
①
根据动能定理
②
联立①②可得
(4分)