问题
问答题
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?
答案
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。