如图所示,在竖直向下的匀强电场中有一绝缘的光滑离心轨道,一个带负电的小球从斜轨道上的A点由静止释放,沿轨道滑下...
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如图所示,在竖直向下的匀强电场中有一绝缘的光滑离心轨道,一个带负电的小球从斜轨道上的A点由静止释放,沿轨道滑下,已知小球的质量为,电量为,匀强电场的场强大小为E,斜轨道的倾角为α(小球的重力大于所受的电场力)。
(1)求小球沿斜轨道下滑的加速度的大小;
(2)若使小球通过圆轨道顶端的B点时不落下来,求A点距水平地面的高度h至少应为多大?
(3)若小球从斜轨道h=5R 处由静止释放。假设其能够通过B点,求在此过程中小球机械能的改变量。
【回答】
解:(1)根据牛顿第二定律:
(2)若小球刚好通过B点不下落,据牛顿第二定律
①
小球由A到B,据动能定理:
②
①②式联立,得
(3)小球从静止开始沿轨道运动到B点的过程中,机械能的变化量为△E电
由 △E机 = W电 W电 =-3REq
得 △E机 =-3REq
知识点:带电粒子在电场中的运动
题型:计算题
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