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...
问题详情:
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?
【回答】
解:(1)设小球到B点的最小速度为vB,由牛顿第二定律得:
mg﹣qE=m…①,
小球从A到B的过程中,由动能定理得:
(mg﹣qE)(h﹣2R)=mvB2﹣0…②,
由①②得:h=2.5R…③;
(2)小球从A到C的过程中,由动能定理:(mg﹣qE)h=mvC2﹣0… ④,
小球在C点时,牛顿第二定律得:N+qE﹣mg=m… ⑤,
已知:mg=2qE…⑥
由③④⑤⑥得:N=3mg;
答:(1)A点在斜轨道上的高度为2.5R;
(2)小球运动到最低点时的最小压力为3mg.
知识点:静电场及其应用单元测试
题型:计算题
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