如图所示，光滑绝缘的细圆管弯成半径为R的半圆形，固定在竖直面内，管口B，C的连线水平．质量为m的带正电小球从B点正上方的A点自由下落A，B两点间距离为4R．从小球（小球直径小
◎ 题目
| 如图所示，光滑绝缘的细圆管弯成半径为R的半圆形，固定在竖直面内，管口B，C的连线水平．质量为m的带正电小球从B点正上方的A点自由下落A，B两点间距离为4R．从小球（小球直径小于细圆管直径）进人管口开始，整个空间中突然加上一个斜向左上方的匀强电场，小球所受电场力在竖直方向上的分力方向向上，大小与重力相等，结果小球从管口 C处离开圆管后，又能经过A点．设小球运动过程中电荷量没有改变，重力加速度为g，求： （1）小球到达B点时的速度大小； （2）小球受到的电场力大小； （3）小球经过管口C处时对圆管壁的压力．  |
◎ 答案
| （1）小球从A开始自由下落到到达管口B的过程中，只有重力做功，机械能守恒，则有： mg?4R=
解得，vB=2
（2）设电场力的水平分力和竖直分力分别为Fx和Fy，则 Fy=mg，方向竖直向上．小球从B到C的过程中，电场力的水平分力Fx做负功，根据动能定理得 -Fx?2R=
小球从C处离开圆管后，做类平抛运动，竖直方向做匀速运动，水平方向做匀加速运动，则： y=4R x=2R=
联立解得，Fx=mg 故电场力的大小为 F=qE=
（3）小球经过管口C处时，由电场力的水平分力和管子的弹力的合力提供向心力，由牛顿运动定律得 Fx+N=m
根据牛顿第三定律可知，小球经过管口C处时对圆管壁的压力大小N′=N=3mg，方向水平向右． 答： （1）小球到达B点时的速度大小是2
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