Question

【题目】如图所示，质量为m、带电量为-q的小球在光滑导轨上运动，竖直半圆形滑环的半径为R，跟斜轨在B点相切．小球在A点时的初速度为V 0，方向和斜轨平行．整个装置放在方向竖直向下，电场强度为E的匀强电场中，斜轨的高为H，试问：

（1）小球离开A点后将作怎样的运动?

（2）设小球能到达B点，那么，小球在B点对圆环的压力为多少?

Answer 1

【答案】（1）当mg=qE时,小球做匀速直线运动; 当mg>qE时, 小球做匀加速直线运动; 当mg<qE时, 小球做类似斜抛的曲线运动 （2）

【解析】试题分析：（1）电场力向上，如果电场力等于重力，沿着轨道做速度大小不变的运动；如果电场力小于重力，沿着轨道做变速运动；如果电场力大于重力，离开轨道做类似抛体运动；

（2）A到B过程电场力与重力做功，根据动能定理：

-qEH+mgH=mvB2-mv02，

在B点受重力、电场力和轨道的支持力，合力提供向心力，得：

联立以上公式，求得：

根据牛顿第三定律，轨道对小球的压力等于小球对轨道的压力，即；