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(16分)如右图所示,在竖直向下的匀强电场中有一绝缘的光滑轨道, 一个带负电的小球从斜轨上的A点由静止释放,沿轨道滑下,已知小球的质量为m,电荷量为-q,匀强电场的场擞大小为E,斜轨道的倾角为a,圆轨迹道半径为R,小球的重力大于受的电场力。
(1)求小球沿轨道滑下的加速度的大小:
(2)若使小球通过圆轨道顶端的B点,求A点距水平地露的高度h1,至少为多大;
(3)若小球从斜轨道h2=5R处由静止到释放.假设其能通过B点。求在此过程中小球机械能的改变量
【回答】
(1)由牛顿第二定律有(mg-qE)sinθ=ma(3分) ,
得;a=(mg-qE)sinθ/m(2分)
(2)球恰进B点有:
(mg-qE)=m/R (3分)
由动能定理
(mg-qE)(h1-2R)= m/2 (3分) 解得h1=5R/2(2分)
(3)因电场力做负功,电势能增加⊿E=qE(h2--2R)=qE(5R—2R)=3qER(3分)
由能量守恒定律得机械能减少,且减少量为3qER (3分)
知识点:专题三 力与物体的曲线运动
题型:综合题
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