题目内容
如图,绝缘的光滑圆弧曲面固定在竖直平面内,B为曲面最低点.曲面上的A点与曲面圆心O的连线与竖直方向成夹角θ=37°.曲面所在区域和B点左下方的区域内都存在电场强度大小都为E的匀强电场,方向分别是水平向右和竖直向上.开始时有一质量为m的带电小球处于A点恰好保持静止.此后将曲面内的电场撤去,小球沿曲面下滑至B点时以大小为v0的速度水平抛出,最后落在电场内地面的P点,P点与B点间的水平距离为L. 已知tan37°=0.75,重力加速度为g,求:
(1)小球的带电性及电荷量q.
(2)小球运动到P点瞬间的速度vP的大小.
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【答案】
(1)![]()
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(2)![]()
【解析】(1)带电小球在A点恰好保持静止,可知小球带正电.(2分)
由受力平衡条件得
①(3分)
解得小球的电荷量
②(2分)
(2)小球在B点水平抛出,水平方向匀速运动,有
③(2分)
在竖直方向做匀加速直线运动,由牛顿第二定律有
mg-qE=ma ④(3分)
由运动学公式得小球竖直方向的速度
vy=at ⑤(2分)
运动到P点瞬间的速度
⑥(2分)
联立解得
⑦(2分)
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