题目内容
如图所示,半径为R的环状非金属管竖直放置,AB为该环的水平直径,且管的内径远小于环的半径,环的AB以下处于水平向右的匀强电场中。现将一质量为m,带电量为q的小球从管中A点由静止释放,小球恰好能通过最高点C,求:(1)匀强电场的场强E;
(2)小球第二次通过C点时,小球对管壁压力的大小和方向。
解答:(1)因小球恰好能通过最高点C,则
=0 由A点到C点对小球根据动能定理可得:
得
(2)令小球第二次到C点的速度为
,对小球从第一次过C点到第二次过C点,根据动能定理可得
-0 可得
第二次过C点时,令管对小球的作用力为F,则依据向心力公式得
可得
可知此时管对球的作用力大小为F,方向竖直向下 由牛顿三定律可得球对管的作用力大小为F,方向竖直向上
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