问题
计算题
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最小压力为多少?
答案
解:(1)设小球到B点的最小速度为vB,由牛顿第二定律: ①
小球从A到B的过程中,由动能定理: 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,由牛顿第二定律: ⑤
又因为mg=2qE ⑥
由③④⑤⑥得:N=3mg