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1)小球运动到圆轨道B点时的动能;

2)小球从A点运动到最高点D过程中动能最大是多少?

3)若小球运动到半圆轨道最高点D时,轨道所在空间电场方向突然变为竖直向上,场强大小不变,则小球落回到水平轨道的位置距B点多远处?

答案

解析:

1)小球由A运动到B的过程中,由动能定理W=DEk得:

运动到B点动能为EkB=FS= 

2)电场力与重力的合力F′=,方向斜向下与竖直方向成37°角,由分析可知当VF′垂直时,即小球运动到图中P点(OP与竖直方向成37°)时小球速度最大,动能最大。小球由A运动到P的过程中,由动能定理W=DEk得,

此过程动能最大为

EkP=WG+WE =-mgRcos37°+F(S+Rsin37°) =113mgR/20

(3)小球由A运动到D的过程中,由动能定理W=DEk得:

D点动能为:EkP=WG+WE=-2mgR+FS=4mgR

D点速度V= 

离开轨道后小球受到合力 

加速度a= 

离开轨道在空中的运动时间t= 

小球落到水平轨道的位置距B点距离为d,则

  

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