如图所示,半径为r的光滑圆形轨道,竖直固定在水平向右的匀强电
如图所示,半径为
r的光滑圆形轨道,竖直固定在水平向右的匀强电场中,电场强度为
E。一个质量为
m的空心带电小球(可视为质点)穿在圆轨道上,恰能在与竖直直径夹角为37°的
C点保持静止状态。求:(sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度为
g)
(1)小球带何种电荷,电荷量是多少?
(2)现将小球拉到圆轨道水平直径上的
A点,并无初速度地释放,则小球在经过
B点时受圆轨道的支持力是多少?
(18分)(1)小球在
C点处于静止状态时,受三个力而平衡,如图所示。 (2分)

由于电场力与场强同方向,所以小球带正电。 (2分) 有

(3分) 得

(2分) (2)从
A到
B运用动能定理,有

(3分) 小球在
B点时所受的轨道支持力
FB与重力
mg的合力提供向心力,有

(3分) 解得

(3分)