Question

【題目】如圖所示，ABCD表示豎立在場(chǎng)強(qiáng)為E=104V/m的水平勻強(qiáng)電場(chǎng)中的絕緣光滑軌道，其中軌道的BCD部分是半徑為R的半圓環(huán)，軌道的水平部分與半圓環(huán)相切，A為水平軌道上的一點(diǎn)，而且AB=R=0.2m，把一質(zhì)量m=0.01kg、帶電量q=+10-5C的小球在水平軌道的A點(diǎn)由靜止釋放后，小球在軌道的內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)（g=10m/s2）。求：

(1)小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度多大？

(2)小球達(dá)到C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力多大？

(3)要使小球剛好能運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)，小球開始運(yùn)動(dòng)的位置應(yīng)離B點(diǎn)多遠(yuǎn)？

Answer 1

【答案】(1)2m/s，(2)0.3N，水平向右，(3)0.5m。

【解析】

(1)根據(jù)動(dòng)能定理：

得：v=2m/s；

(2)根據(jù)牛頓第二定律：

解得：N=0.3N，根據(jù)牛頓第三定律知小球達(dá)到C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力，方向水平向右；

(3)剛好到達(dá)D點(diǎn)：

根據(jù)動(dòng)能定理：

解得：x=0.5m。