题目内容
如图4所示,半径为R的光滑圆环,竖直置于场强为E的水平方向的匀强电场中,今有质量为m,带电量为+q的空心小球穿在环上,求当小球由顶点A从静止开始下滑到与圆心O等高的位置B时,小球对环的压力.
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2mg+3Eq,方向水平向右.
【试题分析】
小球从A到B的过程中,有重力做正功,电场力做正功,动能增加,由动能定理
mgR+EqR=
mv2
在B点小球受到重力G、电场力F和环对小球的弹力FN三个力的作用,如图5所示,沿半径方向的合力指向圆心提供向心力
FN-Eq=m
以上两式联立可得 FN=2mg+3Eq.
小球对环的作用力与环对球的作用力为作用力与反作用力,两者等大反向,即小球对环的压力FN′=2mg+3Eq,方向水平向右.
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