题目内容
如图所示,一质量为
的滑块由光滑弧形凹槽和粗糙水平薄板平滑连接而成,薄板的长度为
,厚度忽略不计。将该滑块固定在一高为
的光滑水平桌面上,且薄板的右端点与桌子边缘平齐。将一质量为
的小物块(可视为质点)在弧形凹槽上某点由静止释放,小物块落地时距桌面边缘的水平距离为
。已知小物块与薄板的动摩擦因数为
,空气阻力忽略不计,
取
。
(1)小物块刚滑上薄板时的速度大小为多少?
(2)若滑块不固定,桌面足够长,仍要使小物块落在地面上的同一点,在凹槽上由静止释放小物块的位置距桌面的高度
为多大?
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(1)由图可知
轨迹半径
①(2分)
粒子在洛伦兹力作用下做圆周运动,有
②(2分)
由①②两式得
③(2分)
运动周期
④(2分)
在磁场中的运动时间
⑤(2分)
由③④⑤式得
⑥(2分)
(2)
当粒子的入射点和出射点的连线是磁场圆的直径时,粒子速度偏转的角度最大 ⑦(1分)
由图可知
⑧(2分)
平移距离
⑨(1分)
由①⑧⑨式得
⑩(2分)
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