Question

如圖所示，豎直平面內(nèi)有一半徑為R的半圓形光滑絕緣軌道，其底端B與光滑絕緣水平軌道相切，整個系統(tǒng)處在豎直向上的勻強電場中，一質(zhì)量為m，電荷量為q帶正電的小球以v₀的初速度沿水平面向右運動，通過圓形軌道恰能到達圓形軌道的最高點C，從C點飛出后落在水平面上的D點，試求：
（1）小球到達C點時的速度v_C及電場強度E；
（2）BD間的距離s；
（3）小球通過B點時對軌道的壓力N。

Answer 1

（1） （2）（3）

解析試題分析：小球從C點飛出后能落到水平面上，說明電場力qE小于重力mg，所以小球在光滑水平軌道上做勻速直線運動，到達B點時的速度仍為v₀，則：
（1）B到C過程，由動能定理有：  
因小球恰能通過C點，故有：        
所以：    ，      
（2）C到D過程，小球做類平拋運動，則有：， 
解得：
（3）在B點時有：   解得：   
考點：圓周運動求向心力、動能定理、平拋運動
點評：此類題型非常經(jīng)典，考查內(nèi)容均為物理學主干知識，是一道值得反復習考的好題。通過圓周運動知識求解最高點的速度，結(jié)合動能定理求拋出速度，利用平拋運動求解水平位移。