(1)
(2)
(3)
(1)设电场强度为E,小球1过B点时速度大小为
,小球1A到B由动能定理:
----------------2分
小球1碰小球2交换速度,小球2碰后速度为
----------------2分
小球2 B到C由动能定理:
----------------2分
小球离开C点后做平抛运动到P点:
----------------1分
----------------1分
联立方程解得:
----------------2分
(2)设小球运动到圆周D点时速度最大为
,此时OD与竖直线OB夹角设为α,小球从A运动到D过程,根据动能定理:
------------3分
根据数学知识可知,当
时动能最大 -------------2分
由此可得:
-------------1分
(3)由于小球在D点时速度最大且电场力与重力的合力恰好沿半径 方向,故小球在D点对圆轨道的压力最大,设此压力大小为F,由牛顿第三定律可知小球在D点受到的轨道的弹力大小也为F,在D点对小球进行受力分析,并建立如图所示坐标系,由牛顿第二定律:
------------3分
解得:
-------------1分