豎直平面內(nèi),一帶正電的小球,系于長為L不可伸長的輕線一端,線的另一端固定為0點,它們處在勻強電場中,電場的方向水平向右,場強的大小為E.已知電場對小球的作用力的大小等于小球的重力.現(xiàn)先把小球拉到圖中的P1處,使輕線伸直,并與場強方向平行,然后由靜止釋放小球,已知小球在經(jīng)過最低點的瞬間,因受線的拉力作用,其豎直方向上的速度突變?yōu)榱,水平方向分量沒有變化,則小球到達與P1點等高的P2時線上張力為( )

A.mg
B.2mg
C.3mg
D.4mg
【答案】分析:小球在電場力和重力的作用下做加速運動,當繩被拉直的時候,沿著繩的速度的大小變?yōu)榱,之后球在重力和電場力的作用下繼續(xù)向右運動,從繩被拉直到到達P2的過程中,根據(jù)動能定理可以求得到達P2時速度的大。鶕(jù)徑向的合力提供向心力求出繩子的張力大。
解答:解:小球由靜止釋放到最低點的過程中受到電場力和重力兩個力,其合力的方向是由P1指向最低點,因此小球做勻加速直線運動,
水平分量是vx=
在到達P2的過程中,由動能定理有
Eql-mgl=
即v=vx=
根據(jù)牛頓第二定律得,T-qE=m
解得T=3mg.故C正確,A、B、D錯誤.
故選C.
點評:在小球運動的全過程中是不能應(yīng)用動能定理來計算的,因為在繩被拉直的時候,球的動能有損失,這是本題常出錯的地方.
練習(xí)冊系列答案
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(2009?湖南模擬)豎直平面內(nèi),一帶正電的小球,系于長為L不可伸長的輕線一端,線的另一端固定為0點,它們處在勻強電場中,電場的方向水平向右,場強的大小為E.已知電場對小球的作用力的大小等于小球的重力.現(xiàn)先把小球拉到圖中的P1處,使輕線伸直,并與場強方向平行,然后由靜止釋放小球,已知小球在經(jīng)過最低點的瞬間,因受線的拉力作用,其豎直方向上的速度突變?yōu)榱悖椒较蚍至繘]有變化,則小球到達與P1點等高的P2時線上張力為( 。

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如圖所示,豎直平面內(nèi),一帶正電的小球,系于長為L的不可伸長的輕線一端,線的另一端固定于O點,它們處在勻強電場中,電場的方向水平向右,場強的大小為E.已知電場對小球的作用力的大小等于小球的重力.現(xiàn)先把小球拉到圖中的P1處,使輕線伸直,并與場強方向平行,然后由靜止釋放小球.已知小球在經(jīng)過最低點的瞬間,因受線的拉力作用,其速度的豎直分量突變?yōu)榱,水平分量沒有變化,(不計空氣阻力)則小球到達與P1點等高的P2點時線上張力T是多少.

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科目:高中物理 來源:2012-2013學(xué)年湖北省武漢市四校高三10月聯(lián)考物理試卷(解析版) 題型:選擇題

豎直平面內(nèi),一帶正電的小球,系于長為L的不可伸長的輕線一端,線的另一端固定為O點,它們處在勻強電場中,電場的方向水平向右,場強的大小為E. 已知電場對小球的作用力的大小等于小球的重力. 現(xiàn)先把小球拉到圖中的P1處,使輕線伸直,并與場強方向平行,然后由靜止釋放小球.已知小球在經(jīng)過最低點的瞬間,因受線的拉力作用,其速度的豎直速度突變?yōu)榱,水平分量沒有變化,(不計空氣阻力)則小球到達與P1點等高的P2時線上張力T為多少(   )

A.mg         B.3mg  

C.4mg        D.5mg

 

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如圖所示,豎直平面內(nèi),一帶正電的小球,系于長為L的不可伸長的輕線一端,線的另一端固定為O點,它們處在勻強電場中,電場的方向水平向右,場強的大小為E.已知電場對小球的作用力的大小等于小球的重力.現(xiàn)先把小球拉到圖中的P1處,使輕線伸直,并與場強方向平行,然后由靜止釋放小球.已知小球在經(jīng)過最低點的瞬間,因受到線的拉力作用,其速度的豎直分量突變?yōu)榱,水平分量沒有變化,則小球到達與P1點等高的點P2時,線上張力T為( )

A.mg         B.3 mg           C.2 mg          D.4mg

 

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