如图所示,一质量为m带正电的小球,用长为L的绝缘细线悬挂于O点,处于一水平方向的匀强电场中,静止时细

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-17
在水平向右的匀强电场中,有一质量为m、带正电的小球,用长为l的绝缘细线悬挂于O点,当小球静止时细线与

重力和电场力合成的力F方向始终与竖直方向成θ角度,即小球只受力F作用,且方向不变。
1、与原位置相反的地方速度最小。设此时最小速度为V,则向心力和合力F平衡,即mv^2/l=F=mg/cosθ
所以V=√(gl/cosθ)
2、设小球受到的冲量为P,则
由机械能守恒得:m(P/m)^2/2=2Fl+mv^2/2=5mg/2cosθ
P=m*√(5g/cosθ)

分析:小球在运动过程中,受到重力mg,电场力F(水平),绳子拉力T的作用。
  将重力和电场力的合力,看作为“等效重力” G效。
由题意 知“等效重力”的大小是 G效=mg / cosθ ,θ是小球静止时细线与竖直方向夹角
等效重力的方向是与竖直线成θ角斜向下。
  小球静止时所在的位置是“等效最低点”,与该点在同一直径的另一端是“等效最高点”。
(1)小球在“等效最高点”处的速度最小,设最小速度是 V小 。
  小球恰能在竖直平面内做圆周运动,说明小球在“等效最高点”处绳子刚好拉力为0,由“等效重力”完全提供向心力。
则 G效=m* V小^2 / L
即 mg / cosθ=m* V小^2 / L
得最小速度是 V小=根号(gL / cosθ)
(2)设刚给小球的初速度是 V0(在“等效最低点”)
  则由动能定理 得
m*V0^2 / 2=G效*(2R)+(m* V小^2 / 2)
即 m*V0^2 / 2=(mg / cosθ)*(2R)+(m* V小^2 / 2)
 V0=根号[ ( 4gR / cosθ)+V小^2 ]=根号[ ( 4gR / cosθ)+(gL / cosθ) ]=根号[(4R+L) g / cosθ ]

(1)小球静止在P点时由平衡条件得
       cos45°=
mg
T

          T=


  • (12分)如图所示,一质量为m带正电的小球,用长为L的绝缘细线悬挂于O点...
    答:故 1分 则小球克服电场力做功 2分 其电势能增加为 1分(3)小球先做匀加速直线运动到达最低点C, 根据动能定理得: 1分解得:v C = 1分到达C点后细绳绷紧,小球沿细绳方向的速度变为零,则 解得:v C ′ = 1分从C到P做圆周运动,由动能定理得: 2分解得...
  • 如图所示,一质量为m带正电的小球,用长为L的绝缘细线悬挂于O点,处于一...
    答:根据动能定理得: 1 2 m v C 2 -0=mgL+ F 电 L v C =2 gL 到达C点后细绳绷紧,小球沿细绳方向的速度变为零, 则v C ′=v C sin45° v C ′ = 2gL 从C到P做圆周运动,由动能定理得: 1 2 m v P 2 ...
  • 如图所示,一质量为m带正电的小球,用长为L的绝缘细线悬挂于O点,处于一...
    答:而且以上公式不正确,不正确的关键是:当绳子拉直时(在最低点C)有一个非弹性碰撞(等效角度),因而有能量损失,也就是沿细绳方向的速度变为零的内涵。
  • ...如图所示.一个质量为m的带正电荷的小球,从O点出发,初速度的大小为v...
    答:解答:解:设小球的电荷量为q,因小球做直线运动,则它受到的电场力Eq和重力mg的合力方向必与初速度方向在同一直线上,电场力必定水平向左,如图所示,由力的合成可知合力恒定且与速度方向相反,所以小球做匀减速直线运动.结合平行四边形定则作图,有:mg=Eqtanθ则得电场力的大小:F=Eq=mgtanθ,合...
  • 11.(20分)如图所示,一个带正电的小球,质量为m、电量为q,套在绝缘杆上...
    答:当摩擦力做功为0,即mg与Eq在垂直杆方向上相互抵消时,动能最大。因此,mgsinθ=Eqcos,Eq=mgtanθ。E=mgtanθ/q 此时F合=mg/cosθ。沿杆的方向向下。因此,Em=F合*s=mgs/cosθ。竖直时,正压力N=Eq=mgtanθ,因此,mgs‘-μmgs'*tanθ=Em=mgscosθ s'=s*cosθ/(1-μtanθ)
  • ...如图所示.一个质量为m的带正电的小球,从O点出发,初速度
    答:解得 △E= m v 20 cos 2 θ 2 答:(1)小球从O点到最高点的位移大小为 v 20 sinθ 2g .(2)小球运动到最高点时的电势能与在O点的电势能之差 m v 20 cos 2 θ 2 .
  • 如图所示,一质量为m、电荷量为q的带正电的小球以水平初速度v0从离地高...
    答:R2-x2=(R-h)2其中x=V0t=V02hg联立得:B=2mgV0q(2V20+gh)答:(1)若在空间加一个竖直方向的匀强电场,使小球沿水平方向做匀速直线运动,则场强E为mgq(2)若在空间再加上一个垂直于纸面向外的匀强磁场,小球的落地点仍为N,则磁感应强度B为2mgV0q(2V20+gh).
  • ...方向是水平的(如图),一个质量为m的带正电的小球,从O点出发、初速度...
    答:mv cos2θ 设电场强度为E,小球带电荷量为q,因为小球做直线运动,它所受的电场力qE和重力mg的合力必沿此直线,如图所示,所以mg=qEtanθ. 由此可知,小球做匀减速运动的加速度大小为a= .设从O点到最高点的位移为L,根据运动学公式有v =2aL运动的水平位移为x=Lcosθ.从O点到最...
  • ...是水平的(如图所示),一个质量为m的带正电的小球,从O点出发,初速度...
    答:则它受到的静电力Eq和重力mg的合力方向必与初速度方向在同一直线上,如图所示:结合平行四边形定则作图,有:mg=Eqtanθ, 故:E=mgqtanθ由此可知,小球做匀减速运动的加速度大小为:a=Fm=mgsinθm=gsinθ设从O到最高点的路程为s,由速度和位移的关系得:v02=2as物体运动的水平距离为:l=...
  • 如图所示,一质量为m,电荷量为q的带正电小球,用绝缘细线吊于O点处于静...
    答:mgL(1?cos30°)=12mv2?0由牛顿第二定律:Fm?qEsin30°?mgcos30°=mv2L代入数据得:Fm=2(3?1)mg答:(1)刚加上电场的瞬间,小球的加速度大小是3g3,方向向右;(2)小球向右摆起过程中,速度最大时细线与竖直方向的夹角是30°;(3)小球向右摆起过程中,细线的最大拉力是2(3?1)mg...