题目内容

如图所示,ABCD为表示竖立放在场强为E=104V/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=100g、带电q=10-4C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=10m/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:

(1)

解:设:小球在C点的速度大小是Vc,对轨道的压力大小为NC,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

(2)

…………………………④

(3)

∵mg=qE=1N

∴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:……………………⑤

∴小球的最大能动EKM

………………………………………………⑥


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