题目内容

半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内,环上套有一质量为m、带正电的珠子,空间存在水平向右的匀强电场,如图1-8-9所示.珠子所受静电力是其重力的倍,将珠子从环上最低位置A点由静止释放,则:

图1-8-9

(1)珠子所能获得的最大动能是多大?

(2)珠子对环的最大压力是多大?

解析:(1)因qE= mg,所以qE、mg的合力F与竖直方向夹角tanθ==,即θ=37°,则珠子由A点静止释放后从A到B过程中做加速运动,如图所示,B点动能最大.由动能定理得:

qErsinθ-mgr(1-cosθ)=Ek,解得B点动能即最大动能为Ek= mgr.

(2)设珠子在B点受圆环弹力为FN,有FN-F=m

即FN=F+m=+mg= mg

由牛顿第三定律得,珠子对圆环的最大压力也为mg.

答案:(1)mgr  (2)mg


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