Question

【題目】如圖，勻強電場中有一半徑為r=10cm的光滑絕緣軌道，軌道平面與電場方向平行．一電荷量為q=+2×10﹣9 C的質(zhì)點沿軌道內(nèi)側運動，經(jīng)過a點和b點時對軌道壓力分別為Na=2×10﹣6 N和 Nb=8×10﹣6N．不計質(zhì)點重力，求：

（1）勻強電場的電場強度的大�。�
（2）質(zhì)點經(jīng)過a點和b點時的動能各為多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：在b點： ①；

在a點： ②；

從a點到b點由動能定理有： ③

解得： =500v/m

答：勻強電場的電場強度的大小500V/m

（2）解：設質(zhì)點經(jīng)過a點和b點時的動能分別為Eka和Ekb，有：

④

⑤

聯(lián)立①②③④⑤得：

=1.5×10﹣7J

=3.5×

答：質(zhì)點經(jīng)過a點動能為 和b點時的動能為

【解析】（1）此題為典型的電場與圓周運動結合的題目，合外力提供向心力世界此題的關鍵。根據(jù)牛頓第三定律明確壓力即為支持力，基本粒子不計重力，電場力與支持力提供向心力，再結合動能定理可以求解此題。
（2）根據(jù)向心力和動能之間的關系，可以求出經(jīng)過a點和b點時的動能。
【考點精析】本題主要考查了向心力和動能定理的綜合應用的相關知識點，需要掌握向心力總是指向圓心，產(chǎn)生向心加速度，向心力只改變線速度的方向，不改變速度的大小；向心力是根據(jù)力的效果命名的.在分析做圓周運動的質(zhì)點受力情況時，千萬不可在物體受力之外再添加一個向心力；應用動能定理只考慮初、末狀態(tài)，沒有守恒條件的限制，也不受力的性質(zhì)和物理過程的變化的影響.所以，凡涉及力和位移，而不涉及力的作用時間的動力學問題，都可以用動能定理分析和解答，而且一般都比用牛頓運動定律和機械能守恒定律簡捷才能正確解答此題．