Question

（18分）如图所示,位于竖直平面内的光滑轨道,由一段水平的直轨道和与之相切的圆弧轨道ABC连接而成，OC连线与竖直方向夹角为θ=30^o。空间中存在一与与水平面成θ=30︒且斜向下的电场，电场强度为E，圆形轨道的半径为R=m.一质量为m=1kg的小物块带正电，所带电荷量q，且满足Eq=mg。物块在A点获得一初速度，可使得物块恰能在ABC段不离开圆轨道。求：

（1）物块在C点的速度；

（2）物块在A点对轨道的压力；

（3）滑块从C点飞出后到达水平轨道所经历的时间t。

 

Answer 1

【答案】

（1）方向沿切线方，（2）  （3）

【解析】

试题分析：（1）物块所受电场力与重力的合力斜向下，与竖直方向夹角为，大小为：

物块过C点的临界条件为：

解得

方向沿切线

 

（2）设物块在A点速度为，由动能定理：

在A点：

解得：

根据牛顿第三定律：物块对轨道的压力为  

（3）从C点飞出后，在合力方向作初速度为0的匀加速直线运动

 

加速度为

位移为

历时

考点：带电粒子在复合场中的运动，匀速度圆周运动。