题目内容
【题目】如图所示,半径为R的光滑绝缘圆环固定在竖直平面内,直径AC(含A、C)下方有水平向右的匀强电场,一质量为m,带电量为+q的小球,从A点静止释放,沿圆内轨道运动,第一次恰能通过最高点D,(重力加速度为g);求:
(1)电场强度的大小;
(2)第n次通过轨道最高点D,轨道对小球的作用力大小.
【答案】(1)(2)3(n-1)mg
【解析】试题分析:(1)球第一次到D点时,重力恰好提供向心力,根据牛顿第二定律,有:①
对从A释放到第一次到达D点过程根据动能定理列式,有:
-mgR+qE2R=mv120 ②
联立①②解得:
(2)从A释放到第n次到达D点过程,根据动能定理,有:-mgR+n(qE2R)=mvn20 ③
在D点,重力和支持力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律,有:④
联立③④解得:N=3(n-1)mg
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