在场强为E方向竖直向下的匀强电场中的竖直平面内,有一绝缘的光滑半圆形轨道如图所示,在轨道最高点A处有一质量为m...
问题详情:
在场强为E方向竖直向下的匀强电场中的竖直平面内,有一绝缘的光滑半圆形轨道如图所示,在轨道最高点A处有一质量为m,电量为q的带正电的小球,由静止开始滑下,小球经过最低点B时,对轨道压力的大小为 .
【回答】
考点: 电场强度;牛顿第二定律;向心力;动能定理.
专题: 电场力与电势的*质专题.
分析: 小球由静止开始下滑的过程中,重力和电场力做功,由动能定理求出小球经过最低点时的速度.小球经过最低点时,由重力、电场力和轨道的支持力的合力提供向心力,由牛顿运动定律求解小球经过最低点时对环底的压力.
解答: 解:小球由静止开始下滑的过程中,由动能定理得
mgR+qER= ①
小球经过最低点时,由重力、电场力和轨道的支持力的合力提供向心力,则有
N﹣mg﹣qE= ②
联立①②得,轨道对小球的支持力N=3(mg+qE),
则由牛顿第三定律知,小球经过最低点时对环底的压力N′=N=3(mg+qE).
故*为:3(mg+qE).
点评: 本题是动能定理和牛顿运动定律结合处理圆周运动中动力学问题,是常用的方法和思路.
知识点:电势能和电势
题型:填空题