题目内容
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(1)小球从释放点到N点沿电场强度方向的最小距离s;
(2)在上述条件下小球经过N点时对挡板的压力大小.
分析:小球恰能从D点通过,知在M点对轨道的压力为零,靠电场力提供向心力,根据牛顿第二定律求出最小速度,从而根据动能定理求出小球从释放点到C点沿电场强度方向的最小距离;从开始到N点利用动能定律结合向心力公式可求出小球经过N点时对挡板的压力大小.
解答:解:(1)根据题意分析可知,小球过M点时对挡板恰好无压力时,s最小,根据牛顿第二定律有:qE=m
由动能定理得:qE(s-2R)=
m
联立解得:s=
R
答:小球从释放点到N点沿电场强度方向的最小距离:s=
R.
(2)小球过N点时,根据牛顿第二定律有:有:FN-qE=m
由动能定理得:qEs=
m
联立解得:FN=6qE
由牛顿第三定律可知,小球对挡板的压力大小为6qE.
答:(1)小球从释放点到N点沿电场强度方向的最小距离:s=
R.
(2)小球经过N点时对挡板的压力大小为6qE.
| ||
R |
由动能定理得:qE(s-2R)=
1 |
2 |
v | 2 M |
联立解得:s=
5 |
2 |
答:小球从释放点到N点沿电场强度方向的最小距离:s=
5 |
2 |
(2)小球过N点时,根据牛顿第二定律有:有:FN-qE=m
| ||
R |
由动能定理得:qEs=
1 |
2 |
v | 2 N |
联立解得:FN=6qE
由牛顿第三定律可知,小球对挡板的压力大小为6qE.
答:(1)小球从释放点到N点沿电场强度方向的最小距离:s=
5 |
2 |
(2)小球经过N点时对挡板的压力大小为6qE.
点评:本题考查了动能定理和牛顿第二定律的综合运用,关键理清圆周运动的临界状态,求出临界速度的大小.
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