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(1)小球到达C点时速度大小;
(2)小球到达B点时动能大小;
(3)摩擦力对小球做的功(提示:取无穷远处电势为零,离点电荷Q距离为r处的电势为φ=kQ/r ).
分析:(1)小球到达最高点时对轨道没有压力,由重力和库仑力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律列式求解小球到达C点时速度大小;
(2)小球在圆轨道运动过程中,只有重力做功,机械能守恒,据此定律列式,即可求得小球到达B点时动能大小;
(3)根据题中信息:φ=k
Q
r
和能量守恒定律列式,即可求解摩擦力对小球做的功.
解答:解:(1)小球到达最高点时对轨道没有压力,由重力和库仑力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律得:
  mg+
kQ q
R2
=
m
v
2
c
R

得:vC=
Rg+
kQ q
Rm

(2)小球在圆轨道运动过程中,只有重力做功,机械能守恒,设B点处为零势能面,由机械能守恒定律得:
    EKB=
1
2
m
v
2
C
+mg?2R

解得:EKB=
5
2
mgR+k
Q q
2R

(3)小球在AB段运动过程,由能量守恒可知摩擦力做的功为 W=(EkB -k
Qq
R
)-(mgH-k
Qq
L
)

代入解得:W =-
kQq
6R

答:
(1)小球到达C点时速度大小是
Rg+
kQq
Rm

(2)小球到达B点时动能大小是
5
2
mgR
+k
kQq
2R

(3)摩擦力对小球做的功为-
kQq
6R
点评:本题是力电综合题,基本方法与力学问题相同,关键在于分析临界状态的条件和分析能量转化的情况,运用牛顿第二定律、能量守恒进行分析.
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(3)若v0=3.9m/s,经过足够长的时间后,小球将在BAD间做往复运动,则小球经过最低点A时受到的支持力为多少?小球在整个运动过程中减少的机械能是多少.

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