如图所示,一光滑斜面的直角点A处固定一带电荷量为+q、质量为m的绝缘小球,另一同样小球置于斜面顶点B处,已知斜面长为L,现把上部小球从B点由静止自由释放,球能沿斜面从B点

◎ 题目

如图所示,一光滑斜面的直角点A处固定一带电荷量为+q、质量为m的绝缘小球,另一同样小球置于斜面顶点B处,已知斜面长为L,现把上部小球从B点由静止自由释放,球能沿斜面从B点运动到斜面底端C处,求:

(1)小球从B处开始运动到斜面中点D处时的速度;
(2)小球运动到斜面底端C处时,球对斜面的压力是多大?

◎ 答案

(1)  (2) mg-

◎ 解析

由于小球沿斜面下滑过程中所受电场力为变力,因此不能用功的定义来求解,只能用动能定理求解
(1)由题意知:小球运动到D点时,由于AD=AB,所以有电势φD=φB,即UDB=φD-φB=0①
则由动能定理得:mgsin30°=mv-0②
联立①②解得:vD=
(2)当小球运动至C点时,对球受力分析如图所示,则由平衡条件得:

FN+F库sin30°=mgcos30°④
由库仑定律得:
F库=
联立④⑤得:
FN=mg-
由牛顿第三定律得:FN′=FN=mg-.

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,一光滑斜面的直角点A处固定一带电荷量为+q、质量为m的绝缘小球,另一同样小球置于斜面顶点B处,已知斜面长为L,现把上部小球从B点由静止自由释放,球能沿斜面从B点…”主要考查了你对  【带电粒子在电场中的加速】  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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