精英家教網(wǎng)如圖所示，空間有場強E=1.0×102V/m豎直向下的電場，長l=0.8m不可伸長的輕繩固定于O點．另一端系一質量m=O.5kg帶電q=5×10-2C的小球．拉起小球至繩水平后在A點無初速度釋放，當小球運動至O點的正下方B點時繩恰好斷裂，小球繼續(xù)運動并垂直打在同一豎直平面且與水平面成θ=53°、無限大的擋板MN上的C點．試求：
（1）繩子的最大張力；
（2）A、C兩點的電勢差．
分析：（1）根據(jù)動能定理求出小球經過最低點時的速度．經過最低點時，由重力和細線的拉力的合力提供小球的向心力，由牛頓第二定律求出細線對小球的拉力；
（2）粒子在電場中做類平拋運動，水平方向是勻速直線運動，豎直方向是勻加速直線運動，由此可以求得
解答：解：由A→B過程，根據(jù)動能定理有：
(mg+qE)L=
1
2
m
v
2
B
-0       ①
在最低點B，根據(jù)牛頓第二定律有：
T-(mg+qE)=m
v
2
B
L
        ②
代入數(shù)據(jù)聯(lián)解①②得：T=30N  ③
（2）從A→C過程，根據(jù)動能定理有：
(mg+qE)hAC=
1
2
m
v
2
C
-0    ④
在C點根據(jù)速度關系有：vcsinθ=vB     ⑤
在勻強電場中有：UAC=E?hAC      ⑥
聯(lián)解①④⑤⑥得：UAC=125V   ⑦
答：（1）繩子的最大張力為30N；（2）A、C兩點的電勢差125V．
點評：本題是帶電物體在復合場中圓周運動問題，動能定理和向心力結合是常用的解題方法．粒子垂直進入電場中做的是類平拋運動，考查了學生對類平拋運動的規(guī)律的應用．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2010?四川）如圖所示，空間有場強E=0.5N/C的豎直向下的勻強電場，長l=0.3
3
m的不可伸長的輕繩一端固定于O點，另一端系一質量m=0.01kg的不帶電小球A，拉起小球至繩水平后，無初速釋放．另一電荷量q=+0.1C、質量與A相同的小球P，以速度v0=3
3
m/s水平拋出，經時間t=0.2s與小球A在D點迎面正碰并粘在一起成為小球C，碰后瞬間斷開輕繩，同時對小球C施加一恒力，此后小球C與D點下方一足夠大的平板相遇．不計空氣阻力，小球均可視為質點，取g=10m/s2．
（1）求碰撞前瞬間小球P的速度．
（2）若小球C經過路程s=0.09m到達平板，此時速度恰好為0，求所加的恒力．
（3）若施加恒力后，保持平板垂直于紙面且與水平面的夾角不變，在D點下方面任意改變平板位置，小球C均能與平板正碰，求出所有滿足條件的恒力．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，空間有場強E=1.0×102V/m豎直向下的電場，長L=0.8m不可伸長的輕繩固定于O點．另一端系一質量m=0.5kg帶電q=5×10-2C的小球．拉起小球至繩水平后在A點無初速度釋放，當小球運動至O點的正下方B點時繩恰好斷裂，小球繼續(xù)運動并垂直打在同一豎直平面且與水平面成θ=53°、無限大的擋板MN上的C點．試求：
（1）繩子的最大張力；
（2）A、C兩點的電勢差；
（3）當小球運動至C點時，突然施加一恒力F作用在小球上，同時把擋板迅速水平向右移至某處，若小球仍能垂直打在檔板上，所加恒力F的方向及取值范圍．

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科目：高中物理 來源： 題型：

 

如圖所示，空間有場強的豎直向下的勻強電場，長的不可伸長的輕繩一端固定于點，另一端系一質量的不帶電小球，拉起小球至繩水平后，無初速釋放。另一電荷量、質量與相同的小球，以速度水平拋出，經時間與小球與點下方一足夠大的平板相遇。不計空氣阻力，小球均可視為質點，取。

（1）求碰撞前瞬間小球的速度。

（2）若小球經過路到達平板，此時速度恰好為O，求所加的恒力。

（3）若施加恒力后，保持平板垂直于紙面且與水平面的夾角不變，在點下方面任意改變平板位置，小球均能與平板正碰，求出所有滿足條件的恒力。

 

 

 

 

 

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科目：高中物理 來源：2012-2013學年四川省攀枝花市高三第三次段考物理試卷（解析版） 題型：計算題

如圖所示，空間有場強E=1.0×102V/m豎直向下的電場，長L=0.8m不可伸長的輕繩固定于O點．另一端系一質量m=0.5kg帶電q=5×10－2C的小球。拉起小球至繩水平后在A點無初速度釋放，當小球運動至O點的正下方B點時繩恰好斷裂，小球繼續(xù)運動并垂直打在同一豎直平面且與水平面成θ=53°、無限大的擋板MN上的C點。試求：

（1）繩子的最大張力；

（2）A、C兩點的電勢差；

（3）當小球運動至C點時，突然施加一恒力F作用在小球上，同時把擋板迅速水平向右移至某處，若小球仍能垂直打在檔板上，所加恒力F的方向及取值范圍。

 

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