题目内容
(10分)如图所示,ABCD为表示竖立放在场强为E=104V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道,其中轨道的BCD部分是半径为R的半圆环,轨道的水平部分与半圆环相切A为水平轨道的一点,而且AB=R=0.2m把一质量m=100g、带电q=10-4C的小球,放在水平轨道的A点上面由静止开始被释放后,在轨道的内侧运动。(g=10m/s2)求:(1)它到达C点时的速度是多大?
(2)它到达C点时对轨道压力是多大?
(3)小球所能获得的最大动能是多少?
(10分)解:(1)、(2)设:小球在C点的速度大小是Vc,对轨道的压力大小为NC,则对于小球由A→C的过程中,应用动能定律列出:…………2分
在C点的圆轨道径向应用牛顿第二定律,有:
……………2分
解得:………1分
……… ……1分
(3)∵mg=qE=1N ∴合场的方向垂直于B、C点的连线BC
∴合场势能最低的点在BC 的中点D如图:…………………1分
∴小球的最大能动EKM:
……………3分
练习册系列答案
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如图所示,ABCD为同种材料构成的柱形透明体的横截面,其中ABD部分为等腰直角三角形,BCD部分为半圆形,一束单色平行光从真空射向AB或AD面,材料折射率n=1.6,下列说法正确的是( )
A、从AB面中点射入的光线一定从圆弧的中点射出 | B、从AB面射入的所有光线经一次反射和折射后都从BCD面射出 | C、从AB面中间附近射入的所有光线经一次反射和折射后都从BCD面射出 | D、若光线只从AD面垂直射入,则一定没有光线从BCD面射出 |