(1)设小球到达B点的速度为vB,由动能定理有:
mgR+qER=
m1 2
?0…①
v
在B点,由牛顿第二定律得:N′B?(mg+qE)=m
…②
v
R
由牛顿第三定律得:N′B=-NB…③
联解①②③得:NB=1.2N,方向竖直向下.…④
(2)设小球由B点到D点的运动时间为t,加速度为a,下落高度为h有:
=tanθ…⑤vB at
Eq+mg=ma…⑥
h=
at2…⑦1 2
UBD=Eh…⑧
联解①⑤⑥⑦⑧得:UBD=120V…⑨
(3)作出小球与物块的运动示意如图所示,设C、D间的距离为x,由几何关系有:x=
…⑩H?h sinθ
设物块上滑加速度为a′,由牛顿运动定律有:
mgsinθ+μmgcosθ=ma′…?
根据题意,要物块与小球相遇,有:
≥x…?
v
2a′
联解⑩??得:v0≥
≈3.10m/s…?4
15
5
答:
(1)小球经过B点时对轨道的压力NB为1.2N.
(2)B、D两点间电势差UBD为120V.
(3)物块上滑初速度v0满足的条件为v0≥3.10m.
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