如图所示，在足够长的光滑绝缘水平直线轨道上方h高度的P点，固定电荷量为+Q的点电荷．一质量为m、带电荷量为+q的物块（可视为质点），从轨道上的A点以初速度v0沿轨道向右运动，当运动

Question

如图所示，在足够长的光滑绝缘水平直线轨道上方h高度的P点，固定电荷量为+Q的点电荷．一质量为m、带电荷量为+q的物块（可视为质点），从轨道上的A点以初速度v₀沿轨道向右运动，当运动到P点正下方B点时速度为v．已知PA连线与水平轨道的夹角为60°，试求：
（1）物块在A点时受到轨道的支持力N大小；
（2）点电荷+Q产生的电场在AB点电势差U_AB．

Answer 1

（1）物块在A点受重力、电场力、支持力，
由竖直方向受力平衡得：F_N=mg+k(qQ)/(r2)sin 60°，
又因为：h=rsin 60°，由以上两式解得支持力大小为：F_N=mg+(3√(3)kqQ)/(8h2)；
（2）从A运动到P点正下方B点的过程中，
由动能定理得：qU_AB=(1)/(2)mv²-(1)/(2)mv₀²，
由以上两式解得：U_AB=(m)/(2q)（ v²-v

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）；
答：（1）物块在A点时受到轨道的支持力N大小为mg+(3√(3)kqQ)/(8h2)；
（2）点电荷+Q产生的电场在AB点电势差U_AB为(m)/(2q)（ v²-v

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）．