题目内容
【题目】如图,abc是竖直面内的光滑固定轨道,ab水平,长度为2R;bc是半径为R的四分之一圆弧,与ab相切于b点。整个空间处于方向水平向右的匀强电场中。一质量为m、电荷量为+q的带电小球,从a点静止释放,运动到b点时对轨道的压力等于5mg(g为重力加速度)。求:
(1)电场强度E大小;
(2)小球从a点开始运动到其轨迹最高点过程机械能的增量。
【答案】(1)(2)
【解析】
本题考查小球在复合场中的运动
(1)小球从a点运动到b点,有
在b点,有
将代入解得电场强度大小;
(2)小球从a点运动到c点,有
设小球从c点运动到其轨迹最高点经过的时间为t,这段时间t内,小球在竖直方向上作竖直上抛运动到最高点,在水平方向上则作匀加速运动,有
在水平方向上则作匀加速运动,有
小球机械能的增量
联立解得
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