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如图所示,在竖直向下的匀强电场中,一个质量为m带负电的小球从斜轨道上的A点由静止滑下,小球通过半径为R的圆轨道...

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问题详情:

如图所示,在竖直向下的匀强电场中,一个质量为m带负电的小球从斜轨道上的A点由静止滑下,小球通过半径为R的圆轨道顶端的B点时恰好不落下来.已知轨道是光滑而又绝缘的,且小球的重力是它所受的电场力2倍.求:

(1)A点在斜轨道上的高度h为多少?

(2)小球运动到最低点时的最小压力为多少?

如图所示,在竖直向下的匀强电场中,一个质量为m带负电的小球从斜轨道上的A点由静止滑下,小球通过半径为R的圆轨道...

 

【回答】

解:(1)设小球到B点的最小速度为vB,由牛顿第二定律得:

mg﹣qE=m如图所示,在竖直向下的匀强电场中,一个质量为m带负电的小球从斜轨道上的A点由静止滑下,小球通过半径为R的圆轨道... 第2张…①,

小球从A到B的过程中,由动能定理得:

(mg﹣qE)(h﹣2R)=如图所示,在竖直向下的匀强电场中,一个质量为m带负电的小球从斜轨道上的A点由静止滑下,小球通过半径为R的圆轨道... 第3张mvB2﹣0…②,

由①②得:h=2.5R…③;

(2)小球从A到C的过程中,由动能定理:(mg﹣qE)h=如图所示,在竖直向下的匀强电场中,一个质量为m带负电的小球从斜轨道上的A点由静止滑下,小球通过半径为R的圆轨道... 第4张mvC2﹣0… ④,

小球在C点时,牛顿第二定律得:N+qE﹣mg=m如图所示,在竖直向下的匀强电场中,一个质量为m带负电的小球从斜轨道上的A点由静止滑下,小球通过半径为R的圆轨道... 第5张… ⑤,

已知:mg=2qE…⑥

由③④⑤⑥得:N=3mg;

答:(1)A点在斜轨道上的高度为2.5R;

(2)小球运动到最低点时的最小压力为3mg.

知识点:静电场及其应用单元测试

题型:计算

TAG标签:#轨道 #小球 #如图所示 #匀强 #竖直 #
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