如图所示,水平绝缘粗糙的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接，半圆形轨道的半径R＝0．4m在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电

题文

（16分）如图所示,水平绝缘粗糙的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接，半圆形轨道的半径R＝0．4m在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场线与轨道所在的平面平行，电场强度E＝1.0×10⁴N／C现有一电荷量q＝＋1.0×10^－4C，质量m＝0.1kg的带电体（可视为质点），在水平轨道上的P点由静止释放，带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点C，然后落至水平轨道上的D点．取g＝10m／s²．试求：



（1）带电体运动到圆形轨道B点时对圆形轨道的压力大小；
（2）D点到B点的距离x_DB；
（3）带电体在从P开始运动到落至D点的过程中的最大动能．

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1）6.0N；（2）0；（3）1.17J；

解析

（1）设带电体通过C点时的速度为

，根据牛顿第二定律得：


     （2分）
设带电体通过B点时的速度为

，设轨道对带电体的支持力大小为

，带电体从B运动到C的过程中，根据动能定理：

   （2分）
带电体在B点时，根据牛顿第二定律有：


          （2分）
联立解得：

    （1分）
根据牛顿第三定律可知，带电体对轨道的压力

  （1分）
（2）设带电体从最高点C落至水平轨道上的D点经历的时间为t，根据运动的分解有：


  （1分）


    （2分）
联立解得：

       （1分）
（3）由P到B带电体做加速运动，故最大速度一定出现在从B经C到D的过程中，在此过程中保有重力和电场力做功，这两个力大小相等，其合力与重力方向成45⁰夹角斜向右下方，故最大速度必出现在B点右侧对应圆心角为45⁰处。        （1分）
设小球的最大动能为

，根据动能定理有：


    （2分）
解得：

        （1分）

考点

据考高分专家说，试题“（16分）如图所示,水平绝缘粗糙的轨道A.....”主要考查你对 [受力分析 ]考点的理解。

受力分析

受力分析：

1、物体受力分析的方法
①方法：整体法、隔离法。
②选择：所涉及的物理问题是整体与外界作用时，应用整体分析法，不必考虑内力的作用；当涉及的物理问题是物体间的作用时，要应用隔离分析法，这时原整体中相互作用的内力就会变为各个独立物体的外力。
2、受力分析的顺序：先重力，再接触力，最后分析其他外力。
3、受力分析时应注意的问题
①分析物体受力时，只分析周围物体对研究对象所施加的力；
②受力分析时，不要多力或漏力，注意确定每个力的实力物体和受力物体，在力的合成和分解中，不要把实际不存在的合力或分力当做是物体受到的力；
③如果一个力的方向难以确定，可用假设法分析；
④物体的受力情况会随运动状态的改变而改变，必要时根据学过的知识通过计算确定；
⑤受力分析外部作用看整体，互相作用要隔离。