問題詳情:
(16分)如右圖所示,在豎直向下的勻強電場中有一絕緣的光滑軌道, 一個帶負電的小球從斜軌上的A點由靜止釋放,沿軌道滑下,已知小球的質量為m,電荷量為-q,勻強電場的場擻大小為E,斜軌道的傾角為a,圓軌跡道半徑為R,小球的重力大於受的電場力。
(1)求小球沿軌道滑下的加速度的大小:
(2)若使小球通過圓軌道頂端的B點,求A點距水平地露的高度h1,至少為多大;
(3)若小球從斜軌道h2=5R處由靜止到釋放.假設其能通過B點。求在此過程中小球機械能的改變量
【回答】
(1)由牛頓第二定律有(mg-qE)sinθ=ma(3分) ,
得;a=(mg-qE)sinθ/m(2分)
(2)球恰進B點有:
(mg-qE)=m/R (3分)
由動能定理
(mg-qE)(h1-2R)= m/2 (3分) 解得h1=5R/2(2分)
(3)因電場力做負功,電勢能增加⊿E=qE(h2--2R)=qE(5R—2R)=3qER(3分)
由能量守恆定律得機械能減少,且減少量為3qER (3分)
知識點:專題三 力與物體的曲線運動
題型:綜合題