Question

【題目】如圖所示，ABCD為放在E＝1.0×103V/m的水平勻強(qiáng)電場中的絕緣光滑軌道，其中BCD部分是直徑為20 cm的半圓環(huán)，AB＝15 cm，今有m＝10 g、q＝10－4C的小球從靜止由A點(diǎn)沿軌道運(yùn)動(dòng)，它運(yùn)動(dòng)到圖中C處時(shí)的速度是______ m/s，在C處時(shí)對軌道的壓力是______ N；要使小球能運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)，開始時(shí)小球的位置應(yīng)離B點(diǎn)________m.

Answer 1

【答案】 ；0.4；0.25；

【解析】

對A到C點(diǎn)的過程運(yùn)用動(dòng)能定理，求出C點(diǎn)的速度；根據(jù)徑向的合力提供向心力，求出軌道對球的彈力，從而得知球?qū)�軌道的壓力�?/span>
小球恰好到達(dá)D點(diǎn)時(shí)重力提供向心力，應(yīng)用牛頓第二定律求出到達(dá)D點(diǎn)的速度，然后應(yīng)用動(dòng)能定理求出小球初位置到B的距離；

小球從A經(jīng)B到C的過程中，由動(dòng)能定理得：，
代入數(shù)據(jù)解得：；

在C點(diǎn)，牛頓第二定律得：，代入數(shù)據(jù)解得：
由牛頓第三定律可知，小球?qū)�軌�?/span>C點(diǎn)的壓力：；
小球恰好運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)，在D點(diǎn)，由牛頓第二定律得：，
從A點(diǎn)到D點(diǎn)過程，由動(dòng)能定理得：，
代入數(shù)據(jù)解得：，開始時(shí)小球的位置應(yīng)離B點(diǎn)。