Question

16．一勻強(qiáng)電場，其場強(qiáng)為E，方向豎直向上．把一個(gè)半徑為r的光滑絕緣環(huán)，豎直置于電場中，環(huán)面平行于電力線，環(huán)的頂點(diǎn)A穿有一個(gè)質(zhì)量為m、電量為q（q＜0）的空心小球，如圖所示．當(dāng)小球由靜止開始從A點(diǎn)下滑到最低點(diǎn)B時(shí)，小球受到環(huán)的壓力多大？

Answer 1

分析 設(shè)小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度為v，由動能定理研究A到B的過程，列式求v．
在B點(diǎn)處由牛頓第二定律列式，聯(lián)立方程組即可求解小球受到環(huán)的支持力．

解答 解：設(shè)小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度為v，由動能定理得
    （mg+qE）•2r=$\frac{1}{2}$mv²
解之得 v=2$\sqrt{\frac{（mg+qE）r}{m}}$…①
在B點(diǎn)處由牛頓第二定律得
  N-mg-qE=m$\frac{{v}^{2}}{r}$…②
聯(lián)立①和②式，解得小球在B點(diǎn)受到環(huán)的壓力為：N=5（mg+qE）
答：小球受到環(huán)的支持力是5（mg+qE）．

點(diǎn)評 本題主要考查了動能定理及牛頓第二定律的直接應(yīng)用，關(guān)鍵要正確分析小球的受力情況和做功情況，注意是在B點(diǎn)，由合外力提供向心力．