如图所示,有一水平放置的绝缘光滑圆槽,圆半径为R,处在一水平向右且与圆槽直径AB平行的匀强电场中,场强为E.圆槽内有一质量为m,带电量为+q的小球作圆周运动,运动到A点时

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,有一水平放置的绝缘光滑圆槽,圆半径为R,处在一水平向右且与圆槽直径AB平行的匀强电场中,场强为E.圆槽内有一质量为m,带电量为+q的小球作圆周运动,运动到A点时速度大小为v,则到达B点时小球的向心加速度大小为______;小球对圆槽的作用力的方向是______.
魔方格

◎ 答案

小球在A点时速度大小为v,从A运动到B点,由动能定理,则有:
1
2
mvB2-
1
2
mvA2
=qE?2R
而对小球在B点,由牛顿第二定律,则有:an=
vB2
R

由上两式,解得:an=
4EqR+mv2
mR

在B点对小球进行受力分析,受重力、电场力、支持力,合力提供向心力,
设圆槽对小球作用力的方向沿左上方与水平方向夹角为θ,则有:
tanθ=
mg
Fn+Eq
=
mg
man+Eq
=
mgR
5EqR+mv2

解得θ=arctan
mgR
5EqR+mv2

所以小球对圆槽的作用力的方向是右下方与水平方向成arctan
mgR
5EqR+mv2
度角.
故答案为:
4EqR+mv2
mR
;右下方与水平方向成arctan
mgR
5EqR+mv2
度角.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,有一水平放置的绝缘光滑圆槽,圆半径为R,处在一水平向右且与圆槽直径AB平行的匀强电场中,场强为E.圆槽内有一质量为m,带电量为+q的小球作圆周运动,运动到A点时…”主要考查了你对  【向心力】,【牛顿第二定律】,【电场强度的定义式】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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