光滑水平面上有一边长为
的正方形区域处在场强为
的匀强电场中,电场方向与正方形一边平行。一质量为
、带电量为
的小球由某一边的中点,以垂直于该边的水平初速
进入该正方形区域。当小球再次运动到该正方形区域的边缘时,具有的动能不可能为
A.0 B.
C.
D.![]()
光滑水平面上有一边长为
的正方形区域处在场强为
的匀强电场中,电场方向与正方形一边平行。一质量为
、带电量为
的小球由某一边的中点,以垂直于该边的水平初速
进入该正方形区域。当小球再次运动到该正方形区域的边缘时,具有的动能不可能为
A.0 B.
C.
D.![]()
解析:(1)小车恰好过P点,故有
![]()
得
(1)
小车由A到P的过程,由动能定理有
(2)
由几何关系可得
(3)
由(1)(2)(3)并代入数据得
(4)
(2)设小车能够通过Q点,则A到Q由动能定理得
(5)
其中 ![]()
代入数据可得
(6)
而车恰好能过Q点时,在Q点的速度为
(7)
![]()
故小车能安全通过第三圆轨道 (8)
(3)小车以v=
m/s的初速度从P点下滑时,因为有![]()
![]()
所以,小车可以通过第一圆形轨道 (9)
设小车到中间圆弧最高点G的速度为
,则A到G由动能定理得
(10)
其中 ![]()
代入数据可得
(11)
小车在最高点要不脱离轨道必须满足![]()
所以小车在中间轨道上有脱离轨道的危险。即小车不能安全通过整段轨道。 (12)
评分标准:共20分,其中(4)(6)(9)(11)每式1分,其余每式2分。