问题
问答题
如图所示,ABCD为竖立放在场强为E=104N/C的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道,其中轨道的ABC部分是半径为R=0.5m的半圆环,轨道的水平部分与半圆环相切于C点,D为水平轨道的一点,而且CD=2R,把一质量m=100g、带电量q=-10-4C的小球,放在水平轨道的D点,由静止释放后,在轨道的内侧运动.(g=10m/s2),求:
(1)它到达B点时的速度是多大?
(2)它到达B点时对轨道的压力是多大?

答案
(1)设:小球在C点的速度大小是VB,对轨道的压力大小为NB,
则对于小球由D→B的过程中,应用动能定理列出:
qE×3R-mgR=
mvB21 2
解得:vB=2
m/s5
(2)在C点的圆轨道径向,小球受到轨道对它的弹力和电场力,
应用牛顿第二定律,有:
NB-qE=mvB2 R
解得:NC=5qE-2mg=5N
答:(1)它到达C点时的速度是2
m/s5
(2)它到达C点时对轨道压力是5N.