题目内容

带电小球的质量为m,当匀强电场方向水平向右时,小球恰能静止在光滑圆槽形轨道的A点,图中角θ=30°,如图所示,当将电场方向转为竖直向下时(保持匀强电场的电场强度大小不变),求小球从A点起滑到最低点时对轨道的压力

 

 

FN=2(+1)mg,方向竖直向下

解析:设小球带电量为q,电场强度大小为E

当场强方向向右时,小球在A点受力如图.

由平衡条件得:

qEmg/tan30°=mg.

当场强方向竖直向下时,电场力的方向变为竖直向下,小球从AB的过程中,重力、电场力都做正功.

由动能定理得:

(mgqE)R(1-sin30°)=mv2-0

v

设小球到B点时受到的支持力为F.

则:F-(mgqE)=mv2/R[来源:]

代入数据解得:

F=2(+1)mg

由牛顿第三定律知,小球对轨道的压力

FN=2(+1)mg,方向竖直向下

 

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