精英家教網(wǎng)在方向水平的勻強電場中,絕緣細線的一端連著一個質(zhì)量為m的帶電小球,另一端懸掛于O點.將小球拿到A點(此時細線與電場方向平行)無初速釋放,已知小球擺到B點時速度為零,此時細線與豎直方向的夾角為θ=30°,求:
(1)小球速度最大的位置.
(2)小球速度最大時細線對小球的拉力.
分析:(1)由動能定理求出電場強度,然后由數(shù)學知識求出小球速度最大位置.
(2)由動能定理求出小球的最大速度,由牛頓第二定律可以求出細線對小球的拉力.
解答:精英家教網(wǎng)解:(1)小球由A運動到B過程中,由動能定理得:
mgLcosθ-qEL(1+sinθ)=0,解得:E=
3
3q
mg

設(shè)小球最大速度的位置為C,懸線與豎直方向間的夾角為
α,小球受力如圖,tanα=
qE
mg
=
3
3
,α=30°,
(2)由A到C,由動能定理得:mgLsin60°-qEL(1-cos60°)=
1
2
mvC2-0,
在C點,由牛頓第二定律得:T-mgcos30°-qEsin30°=m
v
2
C
L
,
解得:T=
4
3
3
mg;
答:(1)小球速度最大時,細線與豎直方向夾角為30度.
(2)小球速度最大時細線對小球的拉力為
4
3
3
mg.
點評:本題考查了判斷小球速度最大的位置、求細線的拉力,分析清楚小球的運動過程,應(yīng)用動能定理與牛頓第二定律即可正確解題.當細線與小球重力和拉力合力的方向相同時,小球速度最大.
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:

在方向水平的勻強電場中,一不可伸長的絕緣細線一端連著一個質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電小球,另一端固定于O點,將小球拉起直至細線與場強平行,然后無初速釋放,則小球沿圓弧做往復運動.已知小球擺到最低點的另一側(cè)時,線與豎直方向的最大夾角為θ(如圖).求:
(1)勻強電場的場強.
(2)小球經(jīng)過最低點時的速度大。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

在方向水平的勻強電場中,一不可伸長的絕緣細線的一端連著一個質(zhì)量為m的帶電小球,另一端固定于O點.把小球拉起直至細線與場強平行,然后無初速度釋放.已知小球擺到最低點的另一側(cè),線與豎直方向的最大夾角為θ.則小球電性為
正電
正電
(填正電或負電),經(jīng)過最低點時細線對小球的拉力為
mg(3+3sinθ-2cosθ)1+sinθ

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,在方向水平的勻強電場中,一不可伸長的不導電 細線長為L,一端連著一個質(zhì)量為m,帶電量為q小球,另一端固定于O點,把小球拉起直至細線與場強平行,然后無初速由A點釋放,已知細線轉(zhuǎn)過60°角,小球到達B點時速度恰為零.求:
(1)A、B兩點的電勢差;
(2)電場強度E;
(3)小球到達B點時,細線的拉力.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)在方向水平的勻強電場中,一根長為L=0.4米,不可伸長的不導電細線,其一端連著一個質(zhì)量為m=1kg的帶正電小球,另一端固定于O點.把小球拉起直至細線與場強平行,然后無初速釋放.已知小球擺到最低點的另一側(cè),線與豎直方向的最大夾角為θ=30°(如圖).g取10m/s2.求:
(1)小球經(jīng)過最低點時細線對小球的拉力;
(2)小球在下擺過程中獲得的最大動能.

查看答案和解析>>

同步練習冊答案