题目内容
【题目】如图所示,ABCD为放在E=1.0×103V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道,其中BCD部分是直径为20 cm的半圆环,AB=15 cm,今有m=10 g、q=10-4C的小球从静止由A点沿轨道运动,它运动到图中C处时的速度是______ m/s,在C处时对轨道的压力是______ N;要使小球能运动到D点,开始时小球的位置应离B点________m.
【答案】 ;0.4;0.25;
【解析】
对A到C点的过程运用动能定理,求出C点的速度;根据径向的合力提供向心力,求出轨道对球的弹力,从而得知球对轨道的压力;
小球恰好到达D点时重力提供向心力,应用牛顿第二定律求出到达D点的速度,然后应用动能定理求出小球初位置到B的距离;
小球从A经B到C的过程中,由动能定理得:,
代入数据解得:;
在C点,牛顿第二定律得:,代入数据解得:
由牛顿第三定律可知,小球对轨边C点的压力:;
小球恰好运动到D点时,在D点,由牛顿第二定律得:,
从A点到D点过程,由动能定理得:,
代入数据解得:,开始时小球的位置应离B点
。
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