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精英家教网如图所示,在场强为E、方向水平向右的匀强电场中,在竖直平面内有一绝缘光滑的半圆形轨道.在轨道的最高点A处,由静止释放一质量为m、电量为-q的小球.已知重力加速度为g,求小球经过最低点B时,小球对轨道的压力?
分析:根据动能定理求出小球到达B点时的速度,根据牛顿第二定律求出轨道对小球的支持力,从而通过牛顿第三定律求出小球对轨道的压力.
解答:解:A→B:由动能定理得,mgR-EqR=
1
2
mv2-0;
B点:合力提供向心力,N-mg=m
v2
R

联立以上两式,可得:N=3mg-2Eq;
根据牛顿第三定律:小球对轨道的压力N′=N=3mg-2Eq;
答:小球对轨道的压力为3mg-2Eq;
点评:本题考查了牛顿第二定律和动能定理的综合,知道圆周运动的向心力的来源是解决本题的关键.
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