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    （18分）如图所示，PABCD是固定在竖直平面内的光滑绝缘轨道，其中PA是竖直轨道，ABCD是半径为R的圆弧轨道，两轨道在A点平滑连接．B、D分别为圆轨道的最低点和最高点， B、D连线是竖直直径，A、C连线是水平直径，P、D在同一水平线上．质量为m、电荷量为+q的小球从轨道上P点静止释放，运动过程电荷量保持不变，重力加速度为g．

    （1）小球运动到B点时，轨道对小球的作用力有多大？

    （2）当小球运动到C点时，突然在整个空间中加上一个方向竖直向上的匀强电场，电场强度，结果小球运动点D后水平射出，经过一段时间碰到了轨道的Q点，求Q点与P点间的距离s．

    解析：（1）小球从P点运动到B点过程，根据机械能守恒定律得

                                     ①（2分）

           在B点，根据牛顿定律得       ②（2分）

           由以上两式解得轨道对小球的作用力       ③（2分）

    （2）小球从P点运动到D点过程，由动能定理得

                                            ④（2分）

           小球离开D点后做类平抛运动，设Q点在轨道PA上。水平方向上做匀速运动，有

                                       ⑤（2分）

           竖直方向上做匀加速运动，有                  ⑥（2分）

                                        ⑦（2分）

           将代入，由以上各式解得               ⑧（2分）

           由于，因此碰撞点Q在轨道PA上       ⑨（1分）

           即Q点与P点间的距离             ⑩（1分）

     


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    （1）小球运动到B点时，轨道对小球的作用力有多大？
    （2）当小球运动到C点时，突然在整个空间中加上一个方向竖直向上的匀强电场，电场强E=
    mg2q
    ，结果小球运动到点D后水平射出，经过一段时间碰到了轨道的Q点，
    求：Q点与P点间的距离s．

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    （1）小球运动到B点时，轨道对小球的作用力有多大？

    （2）当小球运动到C点时，突然在整个空间中加上一个方向竖直向上的匀强电场，电场强度，结果小球运动到点D后水平射出，经过一段时间碰到了轨道的Q点，求：Q点与P点间的距离s．

     


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    （1）小球运动到B点时，轨道对小球的作用力有多大？
    （2）当小球运动到C点时，突然在整个空间中加上一个方向竖直向上的匀强电场，电场强E=，结果小球运动到点D后水平射出，经过一段时间碰到了轨道的Q点，
    求：Q点与P点间的距离s．

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    （1）小球运动到B点时，轨道对小球的作用力有多大？
    （2）当小球运动到C点时，突然在整个空间中加上一个方向竖直向上的匀强电场，电场强E=，结果小球运动到点D后水平射出，经过一段时间碰到了轨道的Q点，
    求：Q点与P点间的距离s．

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