如图所示,质量为
M=3.0kg的小车以
v0=1.0m/s的速度在光滑的水平面上向左运动,车上
AD部分是表面粗糙的水平轨道,
DC部分是光滑的1/4圆弧,整个轨道由绝缘材料制成,小车所在空间内有竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,电场强度
E=40N/C,磁感应强度
B=2.0T。现有一质量为
m=1.0kg、电荷量为
q=-1.0×10
-2C的滑块以
u=8m/s的水平速度向右冲上小车,当滑块通过
D点时速度为
v1=5.0m/s(滑块可视为质点,
g取10 m/s
2),求:
(1)滑块从
A到
D的过程中,小车、滑块组成的系统损失的机械能;
(2)如果圆弧轨道半径
R=1.0m,求滑块刚过
D点时对轨道的压力;
(3)若滑块通过
D点时,立即撤去磁场,要使滑块不冲出圆弧轨道,求此圆弧的最小半径。