题目内容
如图所示,竖直平面内的光滑绝缘轨道由斜面部分AC和圆弧部分CB平滑连接,且圆弧轨道半径R=0.3m,整个轨道处于竖直向下的匀强电场中.一个带正电的小球从斜轨道上高度h=0.8m的A点由静止释放,沿轨道滑下,已知小球的质量为m=0.2kg,电量为q=10-5C,小球到达轨道最低点C时速度为8m/s,g取10m/s2,求:(1)匀强电场的场强大小.
(2)小球到达圆弧轨道最高点B时,对轨道的压力(结果保留三位有效数字).
【答案】分析:(1)A到C过程电场力与重力做功,运用动能定理,求出电场的强度;
(2)A到B运用动能定理求出B点的速度,三个力提供向心力,进而求出对轨道的压力.
解答:解:(1)A到C过程电场力与重力做功,WE=qEh,WG=mgh,
根据动能定理:
,
代人数据解得:E=6×105N/C
(2)A到B过程电场力与重力做功,根据动能定理:
,
在B点受重力、电场力和轨道的压力,合力提供向心力,得:
联立以上公式,求得:Fn=2.67N
根据牛顿第三定律,轨道对小球的压力等于小球对轨道的压力,即2.67N.
答:匀强电场的场强大小6×105,小球到达圆弧轨道最高点B时,对轨道的压力2.67N.
点评:解决本题的关键是合力地选择研究的过程然后运用动能定理求解.以及知道在圆周运动的最低点,合力提供圆周运动的向心力
(2)A到B运用动能定理求出B点的速度,三个力提供向心力,进而求出对轨道的压力.
解答:解:(1)A到C过程电场力与重力做功,WE=qEh,WG=mgh,
根据动能定理:
代人数据解得:E=6×105N/C
(2)A到B过程电场力与重力做功,根据动能定理:
在B点受重力、电场力和轨道的压力,合力提供向心力,得:
联立以上公式,求得:Fn=2.67N
根据牛顿第三定律,轨道对小球的压力等于小球对轨道的压力,即2.67N.
答:匀强电场的场强大小6×105,小球到达圆弧轨道最高点B时,对轨道的压力2.67N.
点评:解决本题的关键是合力地选择研究的过程然后运用动能定理求解.以及知道在圆周运动的最低点,合力提供圆周运动的向心力
练习册系列答案
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