如图所示,半径为R的环形塑料管竖直放置,AB为该环的水平直径,且管的内径远小于环的半径,环的AB及以下部分处于水平向左的匀强电场中,管的内壁光滑.现将一质量为m,带电荷-物理

题目简介

如图所示,半径为R的环形塑料管竖直放置,AB为该环的水平直径,且管的内径远小于环的半径,环的AB及以下部分处于水平向左的匀强电场中,管的内壁光滑.现将一质量为m,带电荷-物理

题目详情

如图所示,半径为R的环形塑料管竖直放置,AB为该环的水平直径,且管的内径远小于环的半径,环的AB及以下部分处于水平向左的匀强电场中,管的内壁光滑.现将一质量为m,带电荷量为+q的小球从管中A点由静止释放,已知qE=mg.求:
(1)小球释放后,第一次经过最低点D时的速度和对管壁的压力;
(2)小球释放后,第一次经过最高点C时管壁对小球的作用力.360优课网
题型:问答题难度:中档来源:不详

答案

(1)小球从A至D点过程,由动能定理得:
mgR+qER=class="stub"1
2
mv12
又:qE=mg
解得:v1=2
gR

在D点,由牛顿第二定律得:
FN-mg=m
v21
R

解得:FN=5mg
由牛顿第三定律得:
FN=FN′
所以小球经过最低点D时对管壁的压力为5mg,方向向下.
(2)小球第一次经过C点时,由动能定理得:
-mgR+qE•2R=class="stub"1
2
mv22
设在C点管壁对小球的作用力方向向下:
mg+FC=m
v22
R

解得:FC=mg,FC的方向向下
答:
(1)小球释放后,第一次经过最低点D时的速度为2
gR
,对管壁的压力大小为5mg,方向向下.
(2)第一次经过最高点C时管壁对小球的作用力大小为mg,方向向下.

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