半徑為R的絕緣光滑圓環固定在豎直平面內,環上套有一質量為m、帶正電的珠子,空間存在水平向右的勻強電場,如圖所示...
問題詳情:
半徑為R的絕緣光滑圓環固定在豎直平面內,環上套有一質量為m、帶正電的珠子,空間存在水平向右的勻強電場,如圖所示.珠子所受靜電力是其重力的3/4倍,將珠子從環上最低位置A點由靜止釋放,求:
(1)珠子所能獲得的最大動能是多少?
(2)珠子對圓環的最大壓力是多少?
【回答】
解析:(1)設qE、mg的合力F合與豎直方向的夾角為θ,
由qE=mg,所以tanθ==,
則sinθ=,cosθ=,則珠子由A點靜止釋放後在從A到B的過程中做加速運動,如圖所示.由題意知珠子在B點的動能最大,由動能定理得
qERsinθ-mgR(1-cosθ)=Ek,
解得Ek=mgR.
(2)珠子在B點對圓環的壓力最大,設珠子在B點受圓環的*力為FN,
則FN-F合=,mv2=mgR
即FN=F合+=+mg=mg+mg=mg.
由牛頓第三定律得,珠子對圓環的最大壓力為mg.
知識點:靜電場及其應用單元測試
題型:綜合題
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