如图所示,质量为m带电量为+q的小球静止于光滑绝缘水平面上,在恒力F作用下,由静止开始从A点出发到B点,然后撤去F,小球
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解题思路:(1)小球在D点,重力与电场力的合力提供向心力,由牛顿第二定律即可求出D点的速度;

(2)小球离开D时,速度的方向与重力、电场力的合力的方向垂直,小球做类平抛运动,将运动分解即可;

(3)对小球从A运动到等效最高点D过程,由动能定理可求得小球受到的拉力.

(1)电场力F电=Eq=mg

电场力与重力的合力F=

2mg,方向与水平方向成45°向左下方

小球恰能到D点,有:F=

m

v2D

R

VD=

2gR

(2)从D点抛出后,只受重力与电场力,所以合为恒力,小球初速度与合力垂直,小球做类平抛运动,以D为原点沿DO方向和与DO垂直的方向建立坐标系(如图所示).

小球沿X轴方向做匀速运动,x=VDt

沿Y轴方向做匀加速运动,y=[1/2]at2a=[F合/m]=

2g

所形成的轨迹方程为y=[x2/2R]

直线BA的方程为:y=-x+(

2+1)R

解得轨迹与BA交点坐标为(

2R,R)

B的坐标为(

2

2R,(

2

2+1)R)

AB之间的距离LAB=R

(3)从A点D点电场力做功:W1=(1-

2

2)R•Eq

重力做功W2=-(1+

2

2)R•mg

F所做的功W3=F•R

有W1+W2+W3=[1/2]mVD2

F=

3

2

2mg

答:(1)小球刚到D点的速度是

2gR;(2)AB之间的距离是R;(3)F的大小是

3

2

2mg.

点评:

本题考点: 带电粒子在混合场中的运动;动能定理的应用.

考点点评: 本题是动能定理和向心力知识的综合应用,分析向心力的来源是解题的关键.

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