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如图所示,一个半径为R的绝缘光滑半圆环,竖直放在场强为E的匀强电场中,电场方向竖...

如图所示,一个半径为R的绝缘光滑半圆环,竖直放在场强为E的匀强电场中,电场方向竖直向下.
在环壁边缘处有一质量为m,带有正电荷q的小球,由静止开始下滑,求小球经过最低点时对环底的压力.

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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. 【解析】 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=m  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). 答:小球经过最低点时对环底的压力为3(mg+qE).
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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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