Question

如圖所示，光滑絕緣的細圓管彎成半徑為R的半圓形，固定在豎直面內，管口B、C的連線水平．質量為m的帶正電小球從B點正上方的A點自由下落，A、B兩點間距離為4R.從小球(小球直徑小于細圓管直徑)進入管口開始，整個空間中突然加上一個斜向左上方的勻強電場，小球所受電場力在豎直方向上的分力方向向上，大小與重力相等，結果小球從管口C處離開圓管后，又能經過A點． 設小球運動過程中電荷量沒有改變，重力加速度為g，求：

(1)小球到達B點時的速度大小；

(2)小球受到的電場力大��；

(3)小球經過管口C處時對圓管壁的壓力．

 

Answer 1

【知識點】功能關系與電場相結合的綜合應用題，屬于能力考查題，在

考綱中屬于II級知識點要求。

【答案解析】答案：（1），（2）F=，（3）。

mg。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）

電場力的大小為：

F＝qE＝＝mg。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）

(3)小球經過管口C處時，向心力由Fx和圓管的彈力N的合力提供，設彈力N的方向向左，則Fx＋N＝，。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）

解得：N＝3mg。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）

根據(jù)牛頓第三定律可知，小球經過管口C處時對圓管的壓力為N′＝N＝3mg，方向水平向右．。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。（1分）

【思路點撥】第1問根據(jù)機械能守恒定律列式求解，在第2問中要將電場力進行沿水平方向和豎直方向分解，再依據(jù)動能定理和類平拋運動求解。求電場力要運用力的合成求解；第3問要根據(jù)牛頓第二、第三定律求解，特別是牛頓第三定律容易被人遺忘。（要引起注意）。