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,電量爲,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。
【回答】
解:(1)根據牛頓第二定律:
(2)若小球剛好透過B點不下落,據牛頓第二定律
①
小球由A到B,據動能定理:
②
①②式聯立,得
(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