题目内容

如图所示,ABCD为表示竖立放在场强为E=104 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为水平轨道的一点,而且把一质量m=100 g、带电q=10-4 C的小球,放在水平轨道的A点上面由静止开始被释放后,在轨道的内侧运动.(g=10 m/s2)

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?

答案:
解析:

  解:(1)、(2)设:小球在C点的速度大小是Vc,对轨道的压力大小为N  C,则对于小球由A→C的过程中,应用动能定律列出:

    ①

  在C点的圆轨道径向应用牛顿第二定律,有:

    ②

  解得:  ③

    ④

  (3)∵mg=qE=1 N ∴合场的方向垂直于B、C点的连线BC

  ∴合场势能最低的点在的中点D如图:  ⑤

  ∴小球的最大能动EKM

  

    ⑥


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