Question

【题目】如图所示，质量为m、带电量为-q的小球在光滑导轨上运动，半圆形滑环的半径为R。整个装置放在方向竖直向下，强度为E的匀强电场中，斜轨的高为H，已知。设过B点时小球的动能不变。试问：

(1)若小球恰好过半圆最高点，则该点速度多大？

(2)若小球从A点静止释放后恰好过半圆最高点，则H==?

(3)上问中，小球在B点对圆环的压力为多少?

Answer 1

【答案】(1) ；(2)；(3)3mg

【解析】

(1)小球恰好过半圆最高点，由重力和电场力提供向心力，则有：

解得：

(2)小球从点静止释放后恰好过半圆最高点，根据动能定理可得：

解得：

(3)从到过程电场力与重力做功，根据动能定理：

在点受重力、电场力和轨道的支持力，合力提供向心力，得：

联立可得：

根据牛顿第三定律，圆环对小球的压力等于小球对圆环的压力，即为：