习习佳 幼苗
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小球在电场中所受的重力和电场力都为恒力,故可两力等效为一个力F,如图所示.可知F=
(mg)2+(qE)2
由题意,qE=[3/4mg
则得F=1.25mg,方向与竖直方向左偏下37°.
从图中可知,能作完整的圆周运动的临界点是能通过P点,即达到P点时球与环的弹力恰好为零,由F提供向心力,则得:
F=m
v2P
R]
即:1.25mg=m
v2P
R ①
小球由A到P过程,由动能定理有:mg[h-(R+Rcos37°)]-qE(hcotθ+2R+Rsin37°)=[1/2m
v2p]②
又qE=[3/4]mg③
联立①、②、③解得高度h=[35R/8−6cotθ]
答:使小球在圆环内能做完整的圆周运动,h至少为[35R/8−6cotθ].
点评:
本题考点: 带电粒子在匀强电场中的运动;牛顿第二定律;向心力.
考点点评: 此题中P点常常称为物理的最高点,与竖直平面内圆周运动的最高点类似,物体恰好通过物理最高点时轨道对物体没有作用力.
1年前 追问
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