如图所示,ABC是固定在竖直平面内的绝缘圆弧轨道,圆弧半径为R.A点与圆心O等高,B、C点处于竖直直径的两端.PA是一段
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解题思路:(1)小球在圆管内运动过程,由动能定理求解小球到达B点时速度的大小;

(2)在B点,由重力和轨道的支持力的合力提供小球运动的向心力,由牛顿运动定律求解小球到达B点时对圆弧轨道的压力;

(1)小球从P运动到B的过程中,由动能定理得:

mg2R+EqR=

1

2m

v2B−0

将E=

3mg

4q代入得:vB=

11

2gR

(2)小球在最低点B时,根据牛顿第二定律得:FN−mg=m

v2B

R

所以:FN=mg+

m

v2B

R=mg+

11mgR

2R=

13

2mg

则由牛顿第三定律得:小球对圆弧轨道的压力大小为FN′=FN=

13

2mg.

答:(1)小球到达B点时速度的大小是

11mg

2;(2)小球到达B点时对圆弧轨道的压力是[13mg/2]

点评:

本题考点: 带电粒子在匀强电场中的运动;向心力.

考点点评: 本题整合了动能定理、牛顿第二定律的应用,关键是在B的重力与支持力的合力提供向心力,不能漏掉重力.

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