Question

如图所示，在竖直平面内固定的圆形绝缘轨道的圆心在O点、半径为r，内壁光滑，A、B两点分别是圆弧的最低点

如图所示，在竖直平面内固定的圆形绝缘轨道的圆心在O点、半径为r，内壁光滑，A、B两点分别是圆弧的最低点和最高点．该区间存在方向水平向右的匀强电场，一质量为m、带负电的小球在轨道内侧做完整的圆周运动（电荷量不变），经C点时速度最大，O、C连线与竖直方向的夹角θ=60°，重力加速度为g．（1）求小球所受到的电场力大小；（2）小球在A点速度v0多大时，小球经B点时对轨道的压力最小？

Answer 1

（1）已知带电小球在光滑的竖直圆轨道内做完整的圆周运动，经C点时速度最大，因此，C点是竖直面内圆周运动的物理“最低点”，也就是小球在C点受力情况满足合外力完全充当向心力，如图
满足tanθ＝

F

mg

                                                          

因此电场力F=mgtan60°
即F=

3

mg
（2）小球在轨道最高点B时的受力情况如图所示，

讨论：①若在B点时轨道对小球的压力最小等于零．半径方向的合外力为重力mg，在B点，根据圆周运动的条件可获得，
mg＝m

v 2 B1

r

；得：vB1＝

gr

   ①
   ②若小球在D点时的轨道对小球的压力最小等于零

(mg)2+(qE)2

＝m

v 2 D

r

则D到B的过程中，重力和电场力做功：
得：

1

2

m

v

2 D

+qErsin60°?mgr(1?cos60°)＝

1

2

m

v

2 B2

，代入数据解得：vB2＝

4gr

  ②
根据①②两种情况的讨论可知，小球在B点的最小速度为v_B2；
   小球从A到B过程中，只有电场力和重力做了功，又知A、B两点在同一等势面上，该过程电场力做功为0，根据动能定理可得：
?mg2r＝

1 推荐律师服务： 若未解决您的问题，请您详细描述您的问题，通过百度律临进行免费专业咨询 广告 您可能关注的内容 【word版】分数除法的简便运算方法专项练习_即下即用 分数除法的简便运算方法完整版下载，海量试题试卷，全科目覆盖，随下随用，简单方便，即刻下载，试卷解析，强化学习，尽在百度教育 www.baidu.com广告 其他类似问题 2018-05-01 (18分)如图所示，在竖直平面内固定的圆形绝缘轨道的圆心在O点、半径为r，内壁光滑，A、B两点分别 26 2011-10-06 如图，BC是半径为R的1/4圆弧形的光滑且绝缘的轨道，位于竖直平面内 68 2013-08-11 如图所示，竖直平面内有一个光滑绝缘的3/4圆形轨道BCDG，轨道半径为R，下端 12 2016-12-01 如图所示，在竖直平面内固定的圆形绝缘轨道的圆心在O点、半径为r，内壁光滑，A、B两点分别是圆弧的最低点 2 2014-08-04 如图所示，在竖直平面内固定的圆形绝缘轨道的圆心在O点、半径为r，内壁光滑， 2 2013-11-13 如图所示 竖直放置的半圆形光滑绝缘轨道半径为R,圆心为O,下端与绝缘水平轨道 7 2016-06-17 如图所示，竖直放置的半圆形光滑绝缘轨道半径为R，圆心为O，下端与绝缘水平轨道在B点平滑连接。一质量为m 3 2011-06-19 如图所示，一固定在竖直平面内的光滑绝缘半圆形轨道ABC， 2 为你推荐： 特别推荐 “网络厕所”会造成什么影响？ 华强北的二手手机是否靠谱？ 新生报道需要注意什么？ 癌症的治疗费用为何越来越高？ 百度律临—免费法律服务推荐 超3w专业律师，24H在线服务，平均3分钟回复 免费预约 随时在线 律师指导 专业律师 一对一沟通 完美完成 等你来答 换一换 帮助更多人 下载百度知道APP，抢鲜体验 使用百度知道APP，立即抢鲜体验。你的手机镜头里或许有别人想知道的答案。 扫描二维码下载 × 个人、企业类侵权投诉 违法有害信息,请在下方选择后提交 类别 色情低俗 涉嫌违法犯罪 时政信息不实 垃圾广告 低质灌水 我们会通过消息、邮箱等方式尽快将举报结果通知您。 说明 0/200 提交 取消 领取奖励 我的财富值 0 兑换商品 -- 去登录 我的现金 0 提现 下载百度知道APP 在APP端-任务中心提现 我知道了 -- 去登录 做任务开宝箱 累计完成 0 个任务 10任务 略略略略… 50任务 略略略略… 100任务 略略略略… 200任务 略略略略… 任务列表加载中... 新手帮助 如何答题 获取采纳 使用财富值 玩法介绍 知道商城 合伙人认证 您的账号状态正常 感谢您对我们的支持 投诉建议 意见反馈 账号申诉 非法信息举报 京ICP证030173号-1   京网文【2023】1034-029号     ©2024Baidu  使用百度前必读 | 知道协议 | 企业推广 辅 助 模 式