Question

【題目】如圖所示，內表面光滑絕緣的半徑為的圓形軌道處于豎直平面內，有豎直向下的勻強電場，場強大小為有一質量為、帶負電的小球，電荷量大小為，小球在圓軌道內壁做圓周運動，當運動到最低點A時，小球與軌道壓力恰好為零，g取，求：

小球在A點處的速度大小；

小球運動到最高點B時對軌道的壓力．

Answer 1

【答案】；

【解析】

解：（1）重力：G=mg=0.12kg×10N/kg=1.2N

電場力：F=qE=1.6×10﹣6C×3×106V/m=4.8N

在A點，有：qE﹣mg=m

代入數據解得：v1=6m/s

（2）設球在B點的速度大小為v2，從A到B，由動能定理有：

（qE﹣mg）×（2R）=mv22﹣mv12

在B點，設軌道對小球彈力為FN，則有：

FN+mg﹣qE=mv22

由牛頓第三定律有：FN′=FN

代入數據解得：FN′=21.6N

答：（1）小球在A點處的速度大小為6m/s；

（2）小球運動到最高點B時對軌道的壓力為21.6N．