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如圖所示,在豎直向下的勻強電場中,一個質量爲m帶負電的小球從斜軌道上的A點由靜止滑下,小球恰好能透過半徑爲R的...

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問題詳情:

如圖所示,在豎直向下的勻強電場中,一個質量爲m帶負電的小球從斜軌道上的A點由靜止滑下,小球恰好能透過半徑爲R的圓軌道頂端B點.已知軌道是光滑而又絕緣的,且小球的重力是它所受的電場力2倍.求:

(1)小球在B點的速度大小爲多少?

(2)A點在斜軌道上的高度h爲多少?

(3)小球運動到最低點時的最小壓力爲多少?

如圖所示,在豎直向下的勻強電場中,一個質量爲m帶負電的小球從斜軌道上的A點由靜止滑下,小球恰好能透過半徑爲R的...

【回答】

解:(1)設小球到B點的最小速度爲vB,則牛頓第二定律:

如圖所示,在豎直向下的勻強電場中,一個質量爲m帶負電的小球從斜軌道上的A點由靜止滑下,小球恰好能透過半徑爲R的... 第2張

由題意得:mg=2Eq

解得:如圖所示,在豎直向下的勻強電場中,一個質量爲m帶負電的小球從斜軌道上的A點由靜止滑下,小球恰好能透過半徑爲R的... 第3張

(2)小球從A到B的過程中由動能定理:如圖所示,在豎直向下的勻強電場中,一個質量爲m帶負電的小球從斜軌道上的A點由靜止滑下,小球恰好能透過半徑爲R的... 第4張

解得:h=2.5R 

(3)對AC過程由動能定理可得:mgh﹣Eqh=如圖所示,在豎直向下的勻強電場中,一個質量爲m帶負電的小球從斜軌道上的A點由靜止滑下,小球恰好能透過半徑爲R的... 第5張

由牛頓第二定律可得:N+Eq﹣mg=如圖所示,在豎直向下的勻強電場中,一個質量爲m帶負電的小球從斜軌道上的A點由靜止滑下,小球恰好能透過半徑爲R的... 第6張

聯立解得:N=3mg;

由牛頓第三定律可得小球對軌道最低點的壓力爲3mg.

答:(1)小球在B點的速度大小爲如圖所示,在豎直向下的勻強電場中,一個質量爲m帶負電的小球從斜軌道上的A點由靜止滑下,小球恰好能透過半徑爲R的... 第7張

(2)A點在斜軌道上的高度h爲2.5R;

(3)小球運動到最低點時的最小壓力爲3mg.

知識點:質譜儀與迴旋加速器

題型:計算題

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