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如图所示,电荷q1固定于半径为R的半圆光滑轨道圆心处,将另一带正电电量为q2,质量为m的小球,从轨道的A处无初速释放,求:(1)小球运动到最低点B点的速度大小;(2)小球在B点对轨

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如图所示,电荷q1固定于半径为R的半圆光滑轨道圆心处,将另一带正电电量为q2,质量为m的小球,从轨道的A处无初速释放,求:
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(1)小球运动到最低点B点的速度大小;
(2)小球在B点对轨道的压力.
▼优质解答
答案和解析
(1)设小球通过轨道最低点时的速度大小为v.以轨道最低点所在的水平面为参考平面,小球从A到B的过程中只有重力做功,根据机械能守恒定律得:
mgR=
1
2
mv2,
得:v=
2gR

(2)以小球为研究对象,重力.支持力与电场力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律得:
N-mg-
kq1q2
R2
=m
v2
R

解得:N=3mg+
kq1q2
R2

由牛顿第三定律得:小球通过轨道最低点时对轨道的压力大小为:N′=N=3mg+
kq1q2
R2

答:(1)小球通过轨道最低点时的速度大小是
2gR

(2)小球通过轨道最低点时对轨道的压力大小是3mg+
kq1q2
R2