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如图所示,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道上的...

如图所示,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道上的A点由静止释放,沿轨道下滑,已知小球的质量为m、电荷量为-q,匀强电场的场强大小为E,斜轨道的倾角为α(小球的重力大于其所受的电场力)

(1)求小球沿斜轨道下滑的加速度的大小;

(2)若使小球通过圆轨道顶端的B点,A点距水平地面的高度h至少应为多大?

(3)若小球从斜轨道h5R处由静止释放,假设其能够通过B点,求在此过程中小球机械能的改变量。

 

(1) (2) (3)-3REq 【解析】(1)根据牛顿第二定律有:(mg-qE)sin α=ma 解得a= (2)若小球刚好通过B点,根据牛顿第二定律有:mg-qE= 小球由A到B,根据动能定理有:(mg-qE)(h-2R)= 联立以上两式得h= (3)小球从静止开始沿轨道运动到B点的过程中,设机械能的变化量为ΔE机 由ΔE机=W电,W电=-3qER 得ΔE机=-3qER  
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1)匀强电场的电场强度的大小;

2)小球经过最低点时丝线的拉力.

 

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