如图所示,一半径为R的绝缘圆形轨道竖直放置,BC为圆轨道的直径,圆轨道最低点与一条水平轨道相连.已知所有的轨道均为光滑的
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解题思路:(1)抓住小球恰好通过C点,重力提供向心力,根据牛顿第二定律求出小球在C点的速度大小.

(2)对B到C段运用动能定理,求出B点的速度,再对A到B段运用动能定理求出电场强度的大小.

(3)小球离开C点后,在竖直方向上做自由落体运动,在水平方向上做匀减速直线运动,抓住等时性求出小球水平位移的大小.

(4)对小球从C点到落地运用动能定理,求出小球落地的速度大小.

(1)根据牛顿第二定律得,在最高点C有:mg=m

vc2

R

解得:vC=

gR.

(2)从B到C,根据动能定理得:

−mg2R=

1

2mvC2−

1

2mvB2

代入解得:vB=

5gR.

从A到B,根据动能定理有:qEs=

1

2mvB2

即:qE•2.5R=

1

2m•5gR

解得:E=[mg/q].

(3)小球飞出后,y方向:2R=[1/2gt2

解得:t=

4R

g].

x方向:x=vCt−

1

2at2=

gR×

4R

g−

1

qE

4R

g=0

则离B点距离为0.

(4)从C到落地,根据动能定理得,mg•2R=

1

2mvt2−

1

2mvC2

解得:vt=

5gR.

答:(1)小球在C点的速度大小为vC=

gR.

(2)电场强度E为[mg/q].

(3)小球最终的落地点离B点距离是0.

(4)小球落地时的末速度是vt=

5gR.

点评:

本题考点: 匀强电场中电势差和电场强度的关系;动能定理.

考点点评: 本题考查了动能定理和牛顿第二定律的基本运用,知道小球从C点抛出后,在水平方向上做匀减速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动.