
(2024·广东·一模)人类为了开发外太空,需要模拟各种等效重力场下的逃生方式。如图所示,水平面xOy和竖直面yOz内分别固定着两个半径均为R的半圆形光滑绝缘轨道OMN和OPQ,整个空间存在着方向沿y轴正方向的匀强电场,质量均为m的逃生球A、B套在轨道上,其中绝缘的A球不带电,B球的电荷量为。已知匀强电场的电场强度大小为
(g为重力加速度),B球从OMN轨道进入OPQ轨道时无能量损失,初始时B球静止在OMN轨道的中点处,A球以大小为
的初速度从N点滑上轨道,A、B两球之间的碰撞为弹性碰撞,且碰撞过程中B球的电荷量不变,A、B两球均可视为质点,求:
(1)B球到达O点的速度大小;
(2)B球在OPQ轨道上的最小动能;
(3)B球从Q点脱离轨道后,经过y轴时的坐标。
【答案】(1);(2)
;(3)
【知识点】用动能定理求解外力做功和初末速度、带电粒子在匀强电场中做类抛体运动的相关计算、利用动量守恒及能量守恒解决(类)碰撞问题
该题有详细解析可以查阅
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