题目内容
【题目】如图所示,光滑绝缘斜面AB长度L=2m,倾角为37°,有一个质量m=0.1kg,电荷量q=l×10﹣4C带电小球,置于斜面顶端A点,当沿水平向右方向加有一个匀强电场时,带电小球恰好能静止在斜面上.从某时刻开始,该电场的电场强度方向不变,大小变化为原来的,小球便开始下滑,先沿斜面运动到底端B点,再进入一段放置在竖直平面内,半径为R=lm的光滑半圆管道BCD,C点为管道的中点(假设小球经过B点前后机械能无损失),求:
(1)原来的电场强度大小;
(2)小球运动到B点时的速度大小;
(3)小球运动到C点时对管壁的作用力.(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
【答案】(1)E=7.5×103N/C(2)vB=4m/s(3)2.85N,方向水平向左
【解析】(1)开始小球保持静止,小球处于平衡状态,
由平衡条件得: ,
代入数据解得: ;
(2)小球从A到B过程,由动能定理得: ,
代入数据解得: 。
(3)小球沿半圆管从B到C过程,由动能定理得: ,
在C点,由牛顿第二定律得: ,代入数据解得: ,
由牛顿第三定律可知,小球在C点对管壁的作用力,方向:水平向左。
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