Question

（10分）如圖所示，ABCD為表示豎立放在場(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為水平軌道的一點(diǎn)，而且AB=R=0.2m把一質(zhì)量m=100g、帶電q=10^－4C的小球，放在水平軌道的A點(diǎn)上面由靜止開始被釋放后，在軌道的內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)。（g=10m/s²）求：（1）它到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度是多大？

   （2）它到達(dá)C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力是多大？

   （3）小球所能獲得的最大動(dòng)能是多少？

Answer 1

（10分）解：（1）、（2）設(shè)：小球在C點(diǎn)的速度大小是V_c，對(duì)軌道的壓力大小為N_C，則對(duì)于小球由A→C的過程中，應(yīng)用動(dòng)能定律列出：…………2分

在C點(diǎn)的圓軌道徑向應(yīng)用牛頓第二定律，有：

……………2分

解得：………1分

……… ……1分

（3）∵mg=qE=1N       ∴合場(chǎng)的方向垂直于B、C點(diǎn)的連線BC

 ∴合場(chǎng)勢(shì)能最低的點(diǎn)在BC 的中點(diǎn)D如圖：…………………1分

∴小球的最大能動(dòng)E_KM：

  ……………3分