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如图所示,半径为R的光滑绝缘圆环固定在竖直平面内,在环的底端B点固定一个带正电的...

如图所示,半径为R的光滑绝缘圆环固定在竖直平面内,在环的底端B点固定一个带正电的小珠,环上还套有一个质量为m,带有与小珠等量正电荷的小球,现将小球从A点(半径OA水平)由静止释放开始运动,当运动到C点(∠AOC=30°)时获得的最大动能为Ekm,求
(1)小球在A点刚释放时运动的加速度?
(2)小球从位置A运动到位置C的过程中所受静电力做的功?
(3)小球在位置C时受到圆环对它的作用力?

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(1)当小球运动到C点的动能最大,知在垂直于OC方向上的合力等于0,即在C点库仑力和重力在垂直于OC方向上的分力大小相等,根据牛顿第二定律求出小球在A点刚释放时的加速度. (2)对A到C的过程运用动能定理,根据动能定理求出静电力做的功. (3)沿半径方向的合力提供向心力,根据牛顿第二定律求出小球在位置C时受到圆环对它的作用力. 【解析】 (1)小球在C点速度最大有:mgcos30°=     所以刚释放小球时有: 解得a=g-. 答:小球在A点刚释放时运动的加速度为g-. (2)小球从位置A运动到位置C的过程中,运用动能定理得,W+mg 解得:W=. 答:小球从位置A运动到位置C的过程中所受静电力做的功为. (3)小球在C点,根据圆周运动有: 解得:. 答:小球在位置C时受到圆环对它的作用力.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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