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![]()
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合与竖直方向夹角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合=m
,
即FN=F合+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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