题目内容
如图所示，ABCD为竖立放在场强为E=104N/C的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨道的ABC部分是半径为R=0.5m的半圆环，轨道的水平部分与半圆环相切于C点，D为水平轨道的一点，而且CD=2R，把一质量m=100g、带电量q=-10-4C的小球，放在水平轨道的D点，由静止释放后，在轨道的内侧运动．（g=10m/s2），求：（1）它到达B点时的速度是多大？
（2）它到达B点时对轨道的压力是多大？
分析：（1）应用动能定理研究小球由，D→B的过程，求出小球在B点的速度大小，
（2）对小球在B点进行受力分析，找出径向提供向心力的外力，应用牛顿第二定律解决．
（2）对小球在B点进行受力分析，找出径向提供向心力的外力，应用牛顿第二定律解决．
解答：解：（1）设：小球在C点的速度大小是VB，对轨道的压力大小为NB，
则对于小球由D→B的过程中，应用动能定理列出：
qE×3R-mgR=
mvB2
解得：vB=2
m/s
（2）在C点的圆轨道径向，小球受到轨道对它的弹力和电场力，
应用牛顿第二定律，有：
NB-qE=m
解得：NC=5qE-2mg=5N
答：（1）它到达C点时的速度是2
m/s
（2）它到达C点时对轨道压力是5N．
则对于小球由D→B的过程中，应用动能定理列出：
qE×3R-mgR=
| 1 |
| 2 |
解得：vB=2
| 5 |
（2）在C点的圆轨道径向，小球受到轨道对它的弹力和电场力，
应用牛顿第二定律，有：
NB-qE=m
| vB2 |
| R |
解得：NC=5qE-2mg=5N
答：（1）它到达C点时的速度是2
| 5 |
（2）它到达C点时对轨道压力是5N．
点评：在本题中物体不仅受重力的作用，还有电场力，在解题的过程中，一定要分析清楚物体的受力和运动过程，根据动能定理和牛顿第二定律灵活列式求解．
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