Question

【题目】如图所示，ABCD为放在E＝1.0×103V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中BCD部分是直径为20 cm的半圆环，AB＝15 cm，今有m＝10 g、q＝10－4C的小球从静止由A点沿轨道运动，它运动到图中C处时的速度是______ m/s，在C处时对轨道的压力是______ N；要使小球能运动到D点，开始时小球的位置应离B点________m.

Answer 1

【答案】 ；0.4；0.25；

【解析】

对A到C点的过程运用动能定理，求出C点的速度；根据径向的合力提供向心力，求出轨道对球的弹力，从而得知球对轨道的压力；
小球恰好到达D点时重力提供向心力，应用牛顿第二定律求出到达D点的速度，然后应用动能定理求出小球初位置到B的距离；

小球从A经B到C的过程中，由动能定理得：，
代入数据解得：；

在C点，牛顿第二定律得：，代入数据解得：
由牛顿第三定律可知，小球对轨边C点的压力：；
小球恰好运动到D点时，在D点，由牛顿第二定律得：，
从A点到D点过程，由动能定理得：，
代入数据解得：，开始时小球的位置应离B点。