Question

如图所示，ABCD为表示竖立放在场强为E=V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨道的BCD部分是半径为R的半圆环，轨道的水平部分与半圆环相切，A为水平轨道上的一点，而且AB=R="0." 2 m．把一质量m="100" g、带电q=C的小球，放在水平轨道的A点处由静止开始释放，在轨道的内侧运动。（）求：

（1）它到达C点时的速度是多大？
（2）它到达C点时对轨道压力是多大？
（3）小球所能获得的最大动能是多少？

Answer 1

2 m/s,3N, J。

（1）、（2）如图，设小球在C点的速度大小是，对轨道的压力大小为．则由动能定理得
在C点沿圆轨道径向应用牛顿第二定律，有，
解得2 m/s，3 N

（3）因1 N，故合场的方向垂直于B、C点的连线BC，合场势能最低的点在BC的中点D。如图所示，则小球的最大动能由动能定理得
J。