解题思路:(1)根据动能定理,结合牛顿第二定律与向心力表达式,及牛顿第三定律,即可求解;
(2)根据小球做匀速圆周运动,结合半径公式,及平抛运动规律,并由几何关系,即可求解.
(1)对小球,从C到A过程中,根据动能定理,则有:[1/2m
v2A−0=mghCA;
由几何关系,则有:hCA=R+Rsin30°;
在A对小球受力分析,受重力与轨道的支持力,由牛顿第二定律,则有:N-G=m
v2A
R];
联立上式,可解得:N=4mg;
由牛顿第三定律可知,小球对轨道的压力N′=4mg;
(2)小球进入复合场后,受到重力、电场力与洛伦兹力,
根据竖直向上的电场强度E=[mg/q]的匀强电场,可知,电场力与重力相平衡,则由洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动,当水平射出后,做平抛运动,刚好落在C点,如图所示;
根据牛顿第二定律可知,则有:BqvA=
m
v2A
r;
小球在P点做平抛运动,则有:x=vAt;
而y=[1/2gt2;
根据几何关系,得:x=Rcos30°=
3R
2];
且vA=
3gR;
解得:y=[1/2×g×
gR
4g2]=[R/8];
设圆周运动的半径为r,则有:2r=[R/8+
R
2+R;
联立上式,可解得:B=
16m
3gR
13qR];
答:(1)小球第一次运动到A端时,对轨道的压力为4mg;
(2)匀强磁场的磁感应强度为
16m
3gR
13qR.
点评:
本题考点: 带电粒子在混合场中的运动.
考点点评: 考查动能定理的应用,掌握牛顿第二、三定律的内容,理解向心力的表达式,注意几何关系的正确运用.同时正确画出运动轨迹是解题的关键.