问题
填空题
如图所示,绝缘光滑半圆环轨道(半径为R)放在竖直向下的匀强电场中,场强为E.在与环心等高处放有一质量为m,带电+q的小球,由静止开始沿轨道运动,则:小球经过环的最低点时的动能为______
小球经过环的最低点时对轨道压力为______.
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答案
小球从静止到最低点的运动过程,根据动能定理得:
mgR+qER=
mv21 2
得:v2=2(mgR+qER)
动能为Ek=
mv2=mgR+qER1 2
对小球在最低点受力分析,小球受重力、电场力和支持力,运用牛顿第二定律得:
FN-mg-qE=mv2 R
解得:FN=3(qE+mg)
根据牛顿第三定律得:小球经过环的最低点时对轨道压力为:FN′=FN=3(qE+mg).
故答案为:mgR+qER,3(qE+mg).