Question

【題目】如圖所示在沿水平方右的勻強電場中，豎直放置著一光滑半圓孤的絕緣細管，圓心為O，半徑為R，現將質量為m，帶電量為+q的小球從圓弧管的水平直徑一端B點由靜止釋放，小球沿細管滑到P點時，速度剛好為零，OP連線與豎直方向的夾角為θ，且θ=37°，不計空氣阻力，重力加速度為g，求：

（1）勻強電場強度E為多少？

（2）小球滑到最低點C點時管壁對小球的支持力為多少？

Answer 1

【答案】（1）（2）

【解析】（1）小球由B至P過程，由動能定理得：mgRcos37°-Eq（R+Rsin37°）=0；
代入數據得勻強電場強度為： ；
（2）由B至C過程，由動能定理有：mgR-EqR=mvC2；
解得： ；
小球滑到最低點C點時，受力為： ；
代入數據可得：FN=2mg；
故球滑到最低點C點時管壁對小球的支持力為2mg．