Question

(1)小球到達B點的速度大小；
(2)小球受到的電場力的大小和方向；
(3)小球經過管口C處時對圓管壁的壓力。

Answer 1

（1）（2）小球所受電場力方向與水平方向間的夾角  （3），方向水平向右

(1)小球從開始自由下落到到達管口B的過程中機械能守恒，故有：
    (2分)   到達B點時速度大小為  (1分)
(2) 設電場力的豎直分力為F_y、，水平分力為F_x，則F_y=mg(方向豎直向上)。小球從B運動到C的過程中，由動能定理得：
       (2分)
小球從管口C處脫離圓管后，做類平拋運動，由于其軌跡經過A點，有
                  (2分)
          (2分)
聯立解得： F_x=mg                   (1分)
電場力的大小為：     (1分)
設電場力的合力方向與水平方向成角，則    (1分)
小球所受電場力方向與水平方向間的夾角         (1分)
(3)小球經過管口C處時，向心力由Fx和圓管的彈力N提供，設彈力N的方向向左，則
          (2分)
解得：N=3mg(方向向左)     (2分)
根據牛頓第三定律可知， ，方向水平向右               (2分)