如图1所示,一长为l且不可伸长的绝缘细线,一端固定于O点,另一端拴一质量为m的带电小球.空间存在一场强

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-06
(10分)如图所示,一条长为L的绝缘细线一端固定在O点,另一端拴有一个质量为m的带电小球,将它置于场强

(1)正电; ;(2) 试题分析:(1)小球受重力mg、电场力Eq、线的拉力T作用,如图可知小球受电场力与电场方向平行,故小球带正电。 (1分)Eq=mgtanα,所以: ①(3分) (2)简化处理,将复合场(重力场和电场)等效为重力场,小球在等效重力场中所受重力为 ,由上图有: ,即 小球在A点处于平衡状态,若小球在A点以速度V A 开始绕O点在竖直平面内作圆周运动,若能通过延长线上的B点(等效最高点)就能做完整的圆周运动,在B点根据向心力公式得: ; 为临界条件,所以 又因仅重力、电场力对小球做功,由动能定理得: 由以上二式解得: ②(6分)(其它解法也可以,各种表达自行酌情给分)

(1)小球受重力mg、电场力Eq、线的拉力T作用,如图可知小球受电场力与电场方向平行,故小球带正电.根据平衡条件得:Eq=mgtanα,解得:q= mgtanα E ;(2)简化处理,将复合场(重力场和电场)等效为重力场,小球在等效重力场中所受重力为mg′,由图有: mg′= (mg) 2 + (Eq) 2 ,即 g′= (mg) 2 + (Eq) 2 m .小球在A点处于平衡状态,若小球在A点以速度V A 开始绕O点在竖直平面内作圆周运动,若能通过延长线上的B点(等效最高点)就能做完整的圆周运动,在B点根据向心力公式得: T+mg′= m V B 2 L .T≥0为临界条件,所以 V B ≥ g′L 又因仅重力、电场力对小球做功,由动能定理得: -mg′2L= 1 2 m V 2A - 1 2 m V B 2 由以上二式解得: V A ≥ 5g′L = 5L (mg) 2 + (Eq) 2 m = 5gL cosα .答:(1)小球带正电荷?所带电荷量为 mgtanα E ;(2)在平衡位置至少以 5gL cosα 的速度释出小球,才能使之在电场中作竖直平面内的完整圆周运动.

(1)由于小球所受的电场力方向向右,所以小球带正电;小球静止时受重力,拉力,电场力三力平衡:
则有:qE=mgtanθ
所以有:q=
3mg
4E

(2)a.小球在场中静止时的位置是小球摆动过程中的平衡位置,故小球到达此位置时速度最大.根据动能定理有:
mglcosθ?qEl(1?sinθ)=
1
2
m
v2

  • 如图1所示,一长为l且不可伸长的绝缘细线,一端固定于O点,另一端拴一质 ...
    答:(1)由于小球所受的电场力方向向右,所以小球带正电;小球静止时受重力,拉力,电场力三力平衡:则有:qE=mgtanθ所以有:q=3mg4E(2)a.小球在场中静止时的位置是小球摆动过程中的平衡位置,故小球到达此位置时速度最大.根据动能定理有:mglcosθ?qEl(1?sinθ)=12mv2m?0所以有:vm=glb...
  • 一长为l且不可伸长的绝缘细线,一端固定于O点,另一端拴一质量为m、带...
    答:解:(1)由题意可得小球带正电(2)小球由A→B过程中,由动能定理得mglsinθ-qEl(1-cosθ)=0 (3)当小球到达C点时,小球速度最大,C点即为平衡位置在此位置满足 α=30°A→C由动能定理可得
  • ...在水平向左的匀强电场中,一根长为L且不可伸长的绝缘细线一端拴一...
    答:B 本题考查等效重力场的问题,由A到B可应用动能定理 ,B对;在B点时,沿半径方向的合力提供向心力,有 ,C错;小球在AB弧线的中点处速度最大,在于其正对的位置速度最小,由动能定理 ,D错;
  • 如图所示,一根长为L不可伸长的轻绳跨过光滑的水平轴O,两端分别连接质量...
    答:由机械能守恒得:mgL=12mv20解得:v0=2gLA在O点正下方时,设绳对小球A的拉力为T,地面对物块的支持力为NB对小球有:T-mg=mv20L解得:T=3mg 绳对物块B的拉力 T′=T=3mg>2mg,故B运动了,A机械能不守恒,
  • 如图所示,用长为L且不可伸长的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周...
    答:向心力向上,合力向上,拉力一定大于重力.故C错误. D、小球恰好能在竖直平面内做圆周运动,在最高点时由重力提供向心力,由牛顿第二定律得:mg=m v 2 L ,得到v= gL .故D正确.故选D
  • 如图所示,一条不可伸长的轻绳长为L,一端用手握住,另一端系一质量为m...
    答:2)由Fn=mv2/r知Fn=mω2R2+L2小球在水平面上受绳子拉力F和摩擦力f其合力充当向心力,由几何关系知 tanθ=RLf=Fntanθ那么f=mω2RR2+L2L.答:(1)小球做匀速圆周运动的线速度的大小ωR2+L2.(2)小球在运动过程中所受到的摩擦阻力的大小f=mω2RR2+L2L.
  • 如图所示,现有一根长L=1m的不可伸长的轻绳,其一端固定于O点,另一端...
    答:x=v2t竖直方向:y=12gt2 L2=(y-L)2+x2 解得:t=2ggL?v22=0.6s.答:(1)在A点至少应施加给小球10m/s 的水平速度;(2)若小球以速度v1=4m/s水平抛出的瞬间,绳中的张力为3N;(3)若小球以速度v2=1m/s水平抛出的瞬间,绳中无张力,绳子再次伸直时所经历的时间是0.6s.
  • ...在该电场中,用不可伸长的长为L的绝缘细绳一端拴一个带电小球,另一...
    答:解:分析小球受力,其最大速度在平衡位置处tgθ=Eq/mg=4/3,θ=53°,F=5mg/3 设球在C点时速度为V C ,由圆周运动规律得: 球由A点运动到C点,则
  • ...一根长为L且不可伸长的轻质细线的一端固定于悬点O,另一端连接一_百...
    答:小球在平衡点受力分析:电场力 F电=qE=mgtan30°;小球从A到B的过程,由动能定理:mgL-qEL=12mv2;在最低点受力分析得:T-mg=mv2L得出绳子对球拉力T=(3-33)mg由牛顿第三定律:球对绳子拉力T=(3-33)mg,方向向下.答:小球运动到悬点O的正下方B时小球对细线的拉力大小为(3-33)mg...
  • 长为L的绝缘细线(不可伸长)一段悬于O点,另一端连接一质量为m的带正电...
    答:长为L的绝缘细线(不可伸长)一段悬于O点,另一端连接一质量为m的带正电的小球,置于水平向右的匀强电场中,在O点正下方钉一个钉子O'。已知小球受到的电场力是重力的四分之三,现将细线向右水平拉直后从静止释放,细线碰到钉子后要使小球“刚好”绕钉子O'竖直平面内作圆周运动,求OO'长度。分析...