如图所示,平行金属极板A、B水平放置,A板带正电,B板带负电,两板间的电压为U,距离为2d,一个半径为d的绝缘光滑半圆形轨道,竖直放置在两极板中,轨道最高点、圆心O的连线

◎ 题目

如图所示,平行金属极板A、B水平放置,A板带正电,B板带负电,两板间的电压为U,距离为2d,一个半径为d的绝缘光滑半圆形轨道,竖直放置在两极板中,轨道最高点、圆心O的连线与极板平行.在轨道最高点边缘处有一质量为m,电量为+ q的小球,由静止开始下滑。重力加速度为g。求:

(1)小球到达最低点时的速度大小;
(2)小球经过最低点时对轨道压力的大小。

◎ 答案

(1)(2)

◎ 解析


试题分析:(1)由动能定理   (2分)
从而求得加速后的速度为      (2分)
(2)如图,

重力、电场力及轨道给小球的支持力的合力提供向心力
                  (2分)
得N=                     (1分)
由牛顿第三定律得 对轨道的压力为  (1分)
点评:本题难度中等,综合性比较强,首先判断受力情况,在分析做功情况,要想求得圆周运动中最低点对轨道压力大小,就要知道最低点小球速度大小,从而判断出采用动能定理和圆周运动的向心力公式

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,平行金属极板A、B水平放置,A板带正电,B板带负电,两板间的电压为U,距离为2d,一个半径为d的绝缘光滑半圆形轨道,竖直放置在两极板中,轨道最高点、圆心O的连线…”主要考查了你对  【带电粒子在复合场中的运动】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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