如图14所示,ABCD表示竖立在场强为的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道,其中轨道的BCD部分是半径为R的半圆环,轨道的水平部分与半圆环相切,A为水平轨道上的一点,而且,AB=R=0.2m,把一质量m=10g、带电量q=
的小球在水平轨道的A点由静止释放后,小球在轨道的内侧运动(g=10
)。求:
(1)小球到达C点时的速度
(2)小球达到C点时对轨道的压力
(3)要使小球刚好能运动到D点,小球开始运动的位置应离B点多远?
如图14所示,ABCD表示竖立在场强为的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道,其中轨道的BCD部分是半径为R的半圆环,轨道的水平部分与半圆环相切,A为水平轨道上的一点,而且,AB=R=0.2m,把一质量m=10g、带电量q=
的小球在水平轨道的A点由静止释放后,小球在轨道的内侧运动(g=10
)。求:
(1)小球到达C点时的速度
(2)小球达到C点时对轨道的压力
(3)要使小球刚好能运动到D点,小球开始运动的位置应离B点多远?
解:(1)、(2)如图所示,设小球在C点的速度大小是,对轨道的压力大小为
,则对于小球由A
C的过程中,应用动能定理列出:
-0,在C点的园轨道径向应用牛顿第二定律,有
,解得
(3)如图所示,设小球初始位置应在离B点xm的点,对小球由
D的过程应用动能定理,有:
,在D点的圆轨道径向应用牛顿第二定律,有
,解得