如图所示,电荷q1固定于半径为R的半园光滑轨道圆心处,将另一带正电电量为q2,质量为m的小球,从轨道的A处无初速释放,求

如图所示,电荷q1固定于半径为R的半园光滑轨道圆心处,将另一带正电电量为q2,质量为m的小球,从轨道的A处无初速释放,求:

(1)小球运动到最低点B点的速度大小;
(2)小球在B点对轨道的压力.
mingkuderen 1年前 已收到1个回答 举报

squirrel_hippo 幼苗

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解题思路:(1)根据机械能守恒定律分别求出小球通过最低点时的速度大小.(2)小球经过最低点时,由重力和支持力的合力提供向心力,根据牛顿运动定律求解小球对轨道压力的大小.

(1)设小球通过轨道最低点时的速度大小为v.以轨道最低点所在的水平面为参考平面,小球从A到B的过程中只有重力做功,根据机械能守恒定律得:
mgR=[1/2mv2,
得:v=
2gR]
(2)以小球为研究对象,重力.支持力与电场力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律得:
N−mg−
kq1q2
R2=m
v2
R
解得:N=3mg+
kq1q2
R2
由牛顿第三定律得:小球通过轨道最低点时对轨道的压力大小为:N′=N=3mg
答:(1)小球通过轨道最低点时的速度大小是
2gR;
(2)小球通过轨道最低点时对轨道的压力大小是3mg+
kq1q2
R2.

点评:
本题考点: 动能定理的应用;带电粒子在匀强电场中的运动.

考点点评: 本题是机械能守恒定律与向心力知识的综合应用,小球通过最低点时的加速度由重力、轨道的支持力与电场力共同提供,要在理解的基础上记住.

1年前

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