Question

【題目】如圖所示，質量為m、帶電量為-q的小球在光滑導軌上運動，豎直半圓形滑環的半徑為R，跟斜軌在B點相切．小球在A點時的初速度為V 0，方向和斜軌平行．整個裝置放在方向豎直向下，電場強度為E的勻強電場中，斜軌的高為H，試問：

（1）小球離開A點后將作怎樣的運動?

（2）設小球能到達B點，那么，小球在B點對圓環的壓力為多少?

Answer 1

【答案】（1）當mg=qE時,小球做勻速直線運動; 當mg>qE時, 小球做勻加速直線運動; 當mg<qE時, 小球做類似斜拋的曲線運動 （2）

【解析】試題分析：（1）電場力向上，如果電場力等于重力，沿著軌道做速度大小不變的運動；如果電場力小于重力，沿著軌道做變速運動；如果電場力大于重力，離開軌道做類似拋體運動；

（2）A到B過程電場力與重力做功，根據動能定理：

-qEH+mgH=mvB2-mv02，

在B點受重力、電場力和軌道的支持力，合力提供向心力，得：

聯立以上公式，求得：

根據牛頓第三定律，軌道對小球的壓力等于小球對軌道的壓力，即；