Question

【題目】如圖所示為固定在豎直平面內(nèi)的，內(nèi)壁光滑的絕緣軌道，其半徑為R=1m，軌道所在的空間存在平行于軌道的水平向右的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)為E=3×104N/C。在軌道的最下端A處有一個(gè)電荷量為q=+2×10-4C、質(zhì)量為m=0.8kg的小球�，F(xiàn)給小球一個(gè)水平向右的初速度v0=4m/s，g取10m/s2，則（結(jié)果可以用根式表示）：

（1）小球在運(yùn)動(dòng)后的瞬間對軌道的壓力多大？

（2）小球運(yùn)動(dòng)的最大速度是多少？

（3）要使小球在運(yùn)動(dòng)過程中不脫離軌道，其初速度v0要滿足什么條件？

Answer 1

【答案】(1)FN=20.8N；(2) ；(3) 或

【解析】試題分析：(1)通過圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)找到向心力，可求解；

(2)利用動(dòng)能定理進(jìn)行求解；(3)分析小球不脫離軌道的兩種情況：一、等效重力場中的最高點(diǎn)，二、等效重力場中的水平位置，再利用動(dòng)能定理進(jìn)行求解；

(1) ，得： ；

(2)由動(dòng)能定理： 得： ；

(3) 第一種情況：

由得： ，

第二種情況： 得： ；

點(diǎn)晴：解決本題的關(guān)鍵是找到重力與電場力的等效重力場的方向，再利用動(dòng)能定理求解。