如圖所示,在豎直向下的勻強電場中,一個質量為m帶負電的小球從斜軌道上的A點由靜止滑下,小球通過半徑為R的圓軌道...
問題詳情:
如圖所示,在豎直向下的勻強電場中,一個質量為m帶負電的小球從斜軌道上的A點由靜止滑下,小球通過半徑為R的圓軌道頂端的B點時恰好不落下來.已知軌道是光滑而又絕緣的,且小球的重力是它所受的電場力2倍.求:
(1)A點在斜軌道上的高度h為多少?
(2)小球運動到最低點時的最小壓力為多少?
【回答】
解:(1)設小球到B點的最小速度為vB,由牛頓第二定律得:
mg﹣qE=m…①,
小球從A到B的過程中,由動能定理得:
(mg﹣qE)(h﹣2R)=mvB2﹣0…②,
由①②得:h=2.5R…③;
(2)小球從A到C的過程中,由動能定理:(mg﹣qE)h=mvC2﹣0… ④,
小球在C點時,牛頓第二定律得:N+qE﹣mg=m… ⑤,
已知:mg=2qE…⑥
由③④⑤⑥得:N=3mg;
答:(1)A點在斜軌道上的高度為2.5R;
(2)小球運動到最低點時的最小壓力為3mg.
知識點:靜電場及其應用單元測試
題型:計算題
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