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、帶正電荷的小球,空間存在水平向右的勻強電場,如圖所...
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、帶正電荷的小球,空間存在水平向右的勻強電場,如圖所示,小球所受電場力是其重力的倍,將小球從環上最低點位置A點由靜止釋放,則:
(1)小球所能獲得的最大動能是多大;
(2)小球對環的最大壓力是多大.
【回答】
解析
(1)因qE=mg,所以qE、mg的合力F合與豎直方向夾角tan θ==,即θ=37°,
則小球由A點靜止釋放後從A到B過程中做加速運動,如圖所示,B點動能最大,由動能定理得
qErsin θ-mgr(1-cos θ)=Ek
解得B點動能即最大動能Ek=mgr.
(2)設小球在B點受圓環*力為FN,由牛頓第二定律得
FN-F合=
而F合==mg
解得FN=mg,由牛頓第三定律得,小球對圓環的最大壓力也為mg.
* (1)mgr (2)mg
知識點:電勢能和電勢
題型:計算題
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