问题 计算题

(12分) 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最小压力为多少?

答案

(1)

(2)N=3mg

(1)设小球到B点的最小速度为vB,则牛顿第二定律:    ①

小球从A到B的过程中动能定理:    ②

由①②得    ③

(2)小球从A到C的过程中,由动能定理:   ④

小球在C点时,牛顿第二定律:    ⑤

又因为 mg=2qE       ⑥      由③④⑤⑥得:N=3mg

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