Question

如圖所示，在場強為E、方向水平向右的勻強電場中，在豎直平面內有一絕緣光滑的半圓形軌道．在軌道的最高點A處，由靜止釋放一質量為m、電量為-q的小球．已知重力加速度為g，求小球經過最低點B時，小球對軌道的壓力？

Answer 1

分析：根據動能定理求出小球到達B點時的速度，根據牛頓第二定律求出軌道對小球的支持力，從而通過牛頓第三定律求出小球對軌道的壓力．

解答：解：A→B：由動能定理得，mgR-EqR=

1

2

mv²-0；
B點：合力提供向心力，N-mg=m

v2

R

；
聯立以上兩式，可得：N=3mg-2Eq；
根據牛頓第三定律：小球對軌道的壓力N′=N=3mg-2Eq；
答：小球對軌道的壓力為3mg-2Eq；

點評：本題考查了牛頓第二定律和動能定理的綜合，知道圓周運動的向心力的來源是解決本題的關鍵．