设第一秒内小球在斜面上运动的加速度为a,
由牛顿第二定律得:(mg+qE)sinθ=ma ①
第一秒末的速度为:v=at1 ②
在第二秒内:qE0=mg ③
所以小球将离开斜面在上方做匀速圆周运动,则:
由向心力公式得 qvB=m
④v2 R
圆周运动的周期为:T=
=1s ⑤2πm qB
由题图可知,小球在奇数秒内沿斜面做匀加速运动,在偶数秒内离开斜面做完整的圆周运动.所以,第五秒末的速度为:v5=a(t1+t3+t5)=6g sinθ ⑥
小球离开斜面的最大距离为:
d=2R3 ⑦
由以上各式得:d=
6gsinθ π
(2)第19秒末的速度:v19=a(t1+t3+t5+t4+…+t19)=20g sinθ ⑧
小球未离开斜面的条件是:
qv19B≤(mg+qE0)cosθ ⑨
所以:θ≤arctan
1 20π