问题 问答题

如图所示,在竖直向下的匀强电场中,一个质量为m带负电的小球从斜轨道上的A点由静止滑下,小球通过半径为R的圆轨道顶端的B点时恰好不落下来.已知轨道是光滑而又绝缘的,且小球的重力是它所受的电场力2倍.求:

(1)A点在斜轨道上的高度h为多少?

(2)小球运动到最低点时的对轨道压力为多少.

答案

由题意得:

mg=2Eq

设小球到B点的最小速度为VB,则由牛顿第二定律可得:

mg-Eq=m

V2B
R

对AC过程由动能定理可得:

mg(h-2R)-Eq(h-2R)=

1
2
mVB2

联立解得:h=

5
2
R;

(2)对AC过程由动能定理可得:

mgh-Eqh=

1
2
m
v2c

由牛顿第二定律可得:

F+Eq-mg=m

v2c
R

联立解得:

F=3mg;

由牛顿第三定律可得小球对轨道最低点的压力为3mg.

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