如图所示,竖直平面内有一光滑绝缘的圆形轨道,轨道半径为r,A、B?
如图所示,竖直平面内有一光滑绝缘的圆形轨道,轨道半径为r,A、B分别为轨道的最高点和最低点,P在B点的正下方和B相距为2r,在P点放一带正电的点电荷。质量为m、带电量为q的小球在圆形轨道内作圆周,运动到最高点A时对轨道压力为9mg,运动到最低点B时对轨道压力为2mg,若在小球运动到最低点B时,突然撤去点电荷,小球再次运动到最高点A时对轨道压力恰好为零。 (1)求撤去点电荷后,小球在最低点B时对轨道的压力F; (2)点电荷放在P点时,AB两点间的电势差Uab为多少?
设点电荷放在P点时A点速度v1,点电荷取走后A点速度v2,B点速度一直是v3 没有点电荷时 因为小球再次运动到最高点A时对轨道压力恰好为零 所以mg=m(v2)^2/r 因能量守恒 0.5m(v2)^2+mg*2r=0.5m(v3)^2 v3=根号(5gr) 小球在最低点B时对轨道的压力F=m(v3)^2/r+mg=6mg<1答案> 同时知kq^2/r^2=16mg v2=根号(gr) 有点电荷时 过A点速度v1满足m(v1)^2/r=9mg+mg-kq^2/(4r)^2 得出v1=根号(9gr) 动能定理:uq=05m(v1)^2-05m(v2)^2 得出AB两点间的电势差Uab=4mgr/q