Question

【题目】如图所示，ABCD为竖直放在场强为E＝104 V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨道的BCD部分是半径为R的半圆环，轨道的水平部分与半圆环相切，A为水平轨道的一点，而且AB＝R＝0.2 m．把一质量m＝100 g、带电量q＝＋10－4 C的小球，放在水平轨道的A点，由静止开始被释放后，在轨道的内侧运动．求：(g＝10 m/s2)

(1)它到达C点时的速度是多大？

(2)它到达C点时对轨道的压力是多大？

Answer 1

【答案】(1)2 m/s　(2)3 N

【解析】(1)设小球在C点的速度大小是vC，对轨道的压力大小为FNC，则对于小球由A→C的过程中，应用动能定理列出：

2qER－mgR＝mvC2； 解得vC＝2 m/s；

(2)在C点时，小球受到轨道对它的弹力和电场力，应用牛顿第二定律，有：

FNC′－qE＝m； 解得：FNC′＝3 N

由牛顿第三定律知FNC＝FNC′＝3 N.