题目内容
【题目】如图所示,半径为R的环形塑料管竖直放置,AB为该环的水平直径,且管的内径远小于环的半径,环的AB及以下部分处于水平向左的匀强电场中,管的内壁光滑。现将一质量为m,带电荷量为+q的小球从管中A点由静止释放,已知qE=mg。求:
(1)小球释放后,第一次经过最低点D时的速度和对管壁的压力;
(2)小球释放后,第一次经过最高点C时管壁对小球的作用力。
【答案】(1);对管壁的压力大小为5mg,方向向下。(2)mg,方向向上
【解析】
(1)小球从A至D点过程,由动能定理得
又
qE=mg
解得
在D点,由牛顿第二定律得
解得FN=5mg
由牛顿第三定律可知,小球经过最低点D时对管壁的压力为5mg,方向向下;
(2)小球第一次经过C点时,由动能定理得
设在C点管壁对小球的作用力方向向下
解得FC=mg,方向向上

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