问题 问答题

如图所示,一光滑斜面的直角点A处固定一带电量为+q,质量为m的绝缘小球,另一同样小球置于斜面顶点B处,已知斜面长为L,现把上部小球从B点从静止自由释放,球能沿斜面从B点运动到斜面底端C处,

求:(1)小球从B处开始运动到斜面中点D处时的速度?

(2)小球运动到斜面底端C处时,球对斜面的压力是多大?

答案

(1)由题意知:小球运动到D点时,由于AD=AB,所以有 φDB

即UDBD一φB=0①

则由动能定理得:mg

L
2
sin30°+quDB=
1
2
mv2-0②

联立①②解得vD=

gl
2

(2)当小球运动到C点时,对球受力分析如图所示则由平衡条件得:

FN+F•sin30°=mgcos30°④

由库仑定律得:F=

kq2
(lcos30°)2

联立④⑤得:FN=

3
2
mg-
2
3
kq2
L2

由牛顿第三定律即FN'=FN=

3
2
mg-
2
3
kq2
L2

答:(1)小球从B处开始运动到斜面中点D处时的速度为

gl
2

(2)小球运动到斜面底端C处时,球对斜面的压力是

3
2
mg-
2
3
kq2
L2

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