Question

如图所示，绝缘光滑半圆环轨道（半径为R）放在竖直向下的匀强电场中，场强为E．在与环心等高处放有一质量为m，带电+q的小球，由静止开始沿轨道运动，则：小球经过环的最低点时的动能为______
小球经过环的最低点时对轨道压力为______．

Answer 1

小球从静止到最低点的运动过程，根据动能定理得：
mgR+qER=

1

2

mv²
得：v²=2（mgR+qER）
动能为E_k=

1

2

mv²=mgR+qER
对小球在最低点受力分析，小球受重力、电场力和支持力，运用牛顿第二定律得：
F_N-mg-qE=m

v2

R

解得：F_N=3（qE+mg）
根据牛顿第三定律得：小球经过环的最低点时对轨道压力为：F_N′=F_N=3（qE+mg）．
故答案为：mgR+qER，3（qE+mg）．