如图所示,AC是半径R=0.8m的1/4圆形的光滑绝缘的轨道,位于竖直平面内,其下端C点与水平绝缘轨道平滑连接,整个轨道

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  • 解题思路:(1)受力分析,根据平衡条件求解.

    (2)根据动能定理和合力充当向心力解题;

    (3)小球从C点运动到D点由动能定理列式解得L;

    (4)把qE与mg的合力看成等效重力G′,找到速度最大的地方,然后根据动能定理列式求解.

    (1)小球在B点受三个力作用处于平衡状态

    :qE=mgtanθ,

    代入数据解得:F=qE=3N

    (2)小球从A点运动到C点的过程中由动能定理:mgR-qER=[1/2]mv2

    代入数据解得:v=2m/s

    对小球运动到C点时受力分析可知:F-mg=m

    v2

    R,

    代入数据解得:F=6N

    由牛顿第三定律可知小球通过C点时对轨道的压力大小为6N

    (3)小球从C点运动到D点由动能定理:-qEL-μmgL=0-[1/2]mv2

    代入数据解得L=0.2m

    (4)把qE与mg的合力看成等效重力G′=[5/4mg,等效重力方向与竖直方向的夹角为θ=370

    当小球运动到等效重力最低点B点时速度最大为vmax

    由动能定理得:G′R (1-sinθ)=

    1

    2]m vmax2

    代入数据解得:Vmax=2

    2 m/s

    答;(1)小球所受电场力的大小为3N;

    (2)小球通过C点时对轨道的压力的大小6N;

    (3)水平轨道上C、D两点之间的距离为0.2m

    (4)小球在全部运动过程中最大速度的大小2

    2m/s.

    点评:

    本题考点: 动能定理的应用;带电粒子在匀强电场中的运动.

    考点点评: 此题考查力与平衡和动能定理,注意分析等效重力的方向,从而判定速度极值的位置.

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