Question

【题目】半径为r的光滑绝缘圆环固定在竖直面内，并处于水平向右的匀强电场中，环内侧有一个质量为m的带电小球，静止时，它和圆环中心O的连线与竖直方向的夹角为37°（如图所示）．

（1）求电场强度E的大小；

（2）若给小球一沿切线方向的瞬时初速度，小球便在圆环内运动，为使小球能在圆环上做完整的圆周运动，这个速度至少为多少？（sin37°=0.6，cos37°=0.8）

Answer 1

【答案】（1） （2）v0≥2.5；

【解析】（1）小球在平衡位置静止，处于平衡状态，由平衡条件得：qE=mgtan37°，

解得：E=；
（2）小球在等效最高点时重力与电场力的合力提供向心力，由牛顿第二定律得：
从平衡位置到等效最高点过程，由动能定理得：-mg2rcos37°-qE2rsin37°=mv2-mv02
解得：v0=2.5

为使小球能在圆环上做完整的圆周运动：v0≥2.5；