题目内容
【题目】如图所示,ABCD为竖立放在场强为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为水平轨道上的一点,而且AB=R=0.2 m.把一质量m=0.1 kg、带电量q=10-4C的小球,放在水平轨道的A点由静止开始释放后,在轨道的内侧运动.(g取10 m/s2)求:
(1)它到达C点时的速度是多大?
(2)若让小球安全通过D点,开始释放点离B点至少多远?
(3)若能通过最高点,从A运动到D的过程中,在何处有最大动能?最大动能为多少?
【答案】(1)2 m/s ;(2)0.5 m; (3)0.2J
【解析】
试题分析: (1)由A点到C点应用动能定理
有Eq(AB+R)-mgR=mvC2
解得vC=2 m/s.
(2)在D点,小球要安全通过必有
设释放点距B点的距离为x,由动能定理得:Eqx-mg2R=mvD2
以上两式联立可得x≥0.5 m.
(3)因为Eq=mg=1N,故电场力与重力的合力方向与水平方向夹角为450斜向下,大小为
小球经过BC弧中点位置时的速度最大,根据动能定理
解得:Ekm=0.2J
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