如图所示,在竖直向下的匀强电场中有一绝缘的光滑离心轨道,一个带负电的...

发布网友发布时间：2024-10-09 12:52

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热心网友时间：2024-11-14 05:29

（1）以小球为研究对象，受到竖直向下的重力、竖直向上的电场力和垂直接触面的弹力．沿斜面向下的合力为F合=（mg-qE）sin30°…①
根据牛顿第二定律得：F合=ma…②
联立①②代入数据解之得：a=2m/s2
（2）小球通过半径为R的圆轨道顶端的B点时不落下来，设在B点的速度为vB，根据牛顿第二定律得：（mg-qE）=mv2BR…③
小球由A到B，据动能定理：：（mg-qE）（h-2R）=12mv2B…④
联立③④代入数据解之得：h=2m
（3）小球从静止开始沿轨道运动到B点的过程中，机械能的变化量为△E机
根据功能关系：△E机=W电…⑤
小球从静止开始沿轨道运动到B点的过程：W电 =-3REq…⑥
联立⑤⑥代入数据解之得：△E机=-14.4J
答：（1）小球沿斜轨道下滑的加速度的大小为2m/s2，（2）A点距水平地面的高度h至少应2m．（3）在此过程中小球机械能的改变量为-14.4J．