如图所示,长为L的绝缘细线,一端悬于O点,另一端连接一质量为m的带负电小球,置于水平向右的匀强电场中
kuaidi.ping-jia.net 作者:佚名 更新日期:2024-07-03
如图所示,长为L的绝缘细线,一端悬于O点,另一端连接一质量为m带电量为q的带正电小球,置于水平向右场强
tanθ=
=
(1)根据功能关系知,小球向下运动过程中除了重力做功外还有电场力对小球做功,故电场力对小球所做的功等于小球机械能的变化,故有:小球克服电场力做的功等于小球机械能的减少量,即:△E=qEL=3mgL4即小球机械能减少量为:3mgL4;(2)小球下摆过程中有重力和电场力做功,根据动能定理得 mgL?EqL=12mv2得小球在最低点的速度v=2gL?2EqLm=gL2答:(1)小球第一次运动到最低点时减小的机械能△E是3mgL4;(2)小球第一次运动到最低点时的速度是gL2.
由于重力场和电场力做功都与路径无关,因此可以把两个场叠加起来看成一个等效力场来处理,等效场的方向与电场方向的夹角为θ,有:tanθ=GF=43得:θ=53°重力与电场力的合力为F=G2+F2电=5G4设OO′距离为x,则小球被钉子挡住后的圆周运动半径为:r=L-x小球通过等效最高点的速度大小为v,由动能定理得:G(x-rcos37°)-F电(L+rsin37°)=12mv2由牛顿第二定律知,小球恰好完成圆周运动的条件是:F=mv2r其中:G=mg,F电=3G4联立以上各式解得:x=21L23答:求OO′长度为21L23.
解答:解:由于重力场和电场力做功都与路径无关,因此可以把两个场叠加起来看成一个等效力场来处理,如图所示,有:tanθ=
mg |
Eq |
mg | |||
|