Question

如圖所示，ABCD為表示豎立放在場強為E=V/m的水平勻強電場中的絕緣光滑軌道，其中軌道的BCD部分是半徑為R的半圓環，軌道的水平部分與半圓環相切，A為水平軌道上的一點，而且AB=R=0. 2 m．把一質量m=100 g、帶電q=C的小球，放在水平軌道的A點處由靜止開始釋放，在軌道的內側運動。（）求：

（1）它到達C點時的速度是多大？

（2）它到達C點時對軌道壓力是多大？

（3）小球所能獲得的最大動能是多少？[來源:學科網ZXXK]

Answer 1

2 m/s,3N, J。

解析:

（1）、（2）如圖，設小球在C點的速度大小是，對軌道的壓力大小為．則由動能定理得

在C點沿圓軌道徑向應用牛頓第二定律，有，

解得2 m/s，3 N

（3）因1 N，故合場的方向垂直于B、C點的連線BC，合場勢能最低的點在BC的中點D。如圖所示，則小球的最大動能由動能定理得

 J。