Question

【題目】如圖所示，質量為m、帶電量為-q的小球在光滑導軌上運動，半圓形滑環(huán)的半徑為R。整個裝置放在方向豎直向下，強度為E的勻強電場中，斜軌的高為H，已知。設過B點時小球的動能不變。試問：

(1)若小球恰好過半圓最高點，則該點速度多大？

(2)若小球從A點靜止釋放后恰好過半圓最高點，則H==?

(3)上問中，小球在B點對圓環(huán)的壓力為多少?

Answer 1

【答案】(1) ；(2)；(3)3mg

【解析】

(1)小球恰好過半圓最高點，由重力和電場力提供向心力，則有：

解得：

(2)小球從點靜止釋放后恰好過半圓最高點，根據(jù)動能定理可得：

解得：

(3)從到過程電場力與重力做功，根據(jù)動能定理：

在點受重力、電場力和軌道的支持力，合力提供向心力，得：

聯(lián)立可得：

根據(jù)牛頓第三定律，圓環(huán)對小球的壓力等于小球對圓環(huán)的壓力，即為：