Question

(1)小球到达B点的速度大小；
(2)小球受到的电场力的大小和方向；
(3)小球经过管口C处时对圆管壁的压力。

Answer 1

（1）（2）小球所受电场力方向与水平方向间的夹角  （3），方向水平向右

(1)小球从开始自由下落到到达管口B的过程中机械能守恒，故有：
    (2分)   到达B点时速度大小为  (1分)
(2) 设电场力的竖直分力为F_y、，水平分力为F_x，则F_y=mg(方向竖直向上)。小球从B运动到C的过程中，由动能定理得：
       (2分)
小球从管口C处脱离圆管后，做类平抛运动，由于其轨迹经过A点，有
                  (2分)
          (2分)
联立解得： F_x=mg                   (1分)
电场力的大小为：     (1分)
设电场力的合力方向与水平方向成角，则    (1分)
小球所受电场力方向与水平方向间的夹角         (1分)
(3)小球经过管口C处时，向心力由Fx和圆管的弹力N提供，设弹力N的方向向左，则
          (2分)
解得：N=3mg(方向向左)     (2分)
根据牛顿第三定律可知， ，方向水平向右               (2分)