题目内容
【题目】如图所示,一个光滑斜面与一个光滑的竖直圆轨道在A点相切,B点为圆轨道的最低点,C点为圆轨道的最高点,整个空间存在水平向左的匀强电场。一质量为m=1kg,电荷量为+q的带电小球从斜面上距A点s=2m处的O点静止释放.已知电场强度,θ=53°,圆轨道半径R=1m,(g取10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6)。求:(结果保留两位有效数字)
(1)小球经过B点时受到的支持力的大小;
(2)为了使小球能经过C点,小球应在斜面上至少离A点多远处静止释放?
【答案】(1)20N (2)8.8m
【解析】(1)从O到B过程,由动能定理得:
mg[ssinθ+R(1﹣cosθ)]﹣qE(scosθ+Rsinθ)=mvB2﹣0,
在B点,由牛顿第二定律得:N﹣mg=m,解得:N=20N;
(2)小球恰好经过等效最高点,由牛顿第二定律得:5mg/4=m,解得:v2=25/2,
小球从静止到该点过程,由动能定理得:
mg[Lsinθ﹣Rcosθ﹣Rsinθ)﹣2R]﹣qE(Lcosθ+Rsinθ+Rcosθ)=mv2﹣0,
解得:L=8.8m;
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