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如圖所示,在豎直向下的勻強電場中有一絕緣的光滑離心軌道,一個帶負電的小球從斜軌道上的A點由靜止釋放,沿軌道滑下...

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問題詳情:

如圖所示,在豎直向下的勻強電場中有一絕緣的光滑離心軌道,一個帶負電的小球從斜軌道上的A點由靜止釋放,沿軌道滑下,已知小球的質量爲如圖所示,在豎直向下的勻強電場中有一絕緣的光滑離心軌道,一個帶負電的小球從斜軌道上的A點由靜止釋放,沿軌道滑下...,電量爲如圖所示,在豎直向下的勻強電場中有一絕緣的光滑離心軌道,一個帶負電的小球從斜軌道上的A點由靜止釋放,沿軌道滑下... 第2張,勻強電場的場強大小爲E,斜軌道的傾角爲α(小球的重力大於所受的電場力)。

(1)求小球沿斜軌道下滑的加速度的大小;

(2)若使小球透過圓軌道頂端的B點時不落下來,求A點距水平地面的高度h至少應爲多大?

(3)若小球從斜軌道h=5R 處由靜止釋放。假設其能夠透過B點,求在此過程中小球機械能的改變量。

如圖所示,在豎直向下的勻強電場中有一絕緣的光滑離心軌道,一個帶負電的小球從斜軌道上的A點由靜止釋放,沿軌道滑下... 第3張

【回答】

解:(1)根據牛頓第二定律:

如圖所示,在豎直向下的勻強電場中有一絕緣的光滑離心軌道,一個帶負電的小球從斜軌道上的A點由靜止釋放,沿軌道滑下... 第4張 

如圖所示,在豎直向下的勻強電場中有一絕緣的光滑離心軌道,一個帶負電的小球從斜軌道上的A點由靜止釋放,沿軌道滑下... 第5張 

(2)若小球剛好透過B點不下落,據牛頓第二定律

         如圖所示,在豎直向下的勻強電場中有一絕緣的光滑離心軌道,一個帶負電的小球從斜軌道上的A點由靜止釋放,沿軌道滑下... 第6張              ①

小球由A到B,據動能定理:

    如圖所示,在豎直向下的勻強電場中有一絕緣的光滑離心軌道,一個帶負電的小球從斜軌道上的A點由靜止釋放,沿軌道滑下... 第7張  ②

①②式聯立,得  如圖所示,在豎直向下的勻強電場中有一絕緣的光滑離心軌道,一個帶負電的小球從斜軌道上的A點由靜止釋放,沿軌道滑下... 第8張 

(3)小球從靜止開始沿軌道運動到B點的過程中,機械能的變化量爲△E電

由  △E機 = W電      W電 =-3REq

得  △E機 =-3REq

知識點:帶電粒子在電場中的運動

題型:計算題

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