问题
计算题
如图所示,一半径为R的绝缘圆形轨道竖直放置,圆轨道最低点与一条水平轨道相连,轨道都是光滑的.轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,场强为E.从水平轨道上的A点由静止释放一质量为m的带正电的小球,为使小球刚好在圆轨道内做圆周运动,已知小球受到的电场力大小等于小球重力的倍.试求:
(1)小球在圆周上的最小速度是多少?(2)在B时小球对轨道的压力是多少?(3)释放点A距圆轨道最低点B的距离
答案
(1) (2) (3)
题目分析:
如图,带电小球运动到图中最高点时,重力、电场力的合力提供向心力时,速度最小,
……(1分)
…………(2分)
解得: ……(1分)
(2)从B点到最高点,由动能定理得:………(2分)
………(1分) 解得:…(1分)
根据牛顿第三定律可知,小球对轨道的压力为 …(1分)
(3)从A到B,由动能定理得: …(2分)
解得:……(1分)
备注:其他方法,正确亦给分
点评:解答本题应用动能定理时应注意在电场力做功的特点,在从圆的最高点到最低点的过程中电场力是不做功的.