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如图,空间存在竖直向上的匀强电场,在O点用长L=5m的轻质细线拴一质量m1=0.04Kg带电量q=2×10-4C的带正电的小球A(可看做质点),在竖直的平面内以v1=10m/s的速度做顺时针的匀

网友投稿  2022-11-05 00:00:00  互联网

◎ 题目

如图,空间存在竖直向上的匀强电场,在O点用长L=5m的轻质细线拴一质量m1=0.04Kg带电量q=2×10-4C的带正电的小球A(可看做质点),在竖直的平面内以v1=10m/s的速度做顺时针的匀速圆周运动,小球在最低点时恰好和地面不接触。现有另一质量m2=0.02Kg的不带电的小球B,向右以v2=5m/s的速度做匀速直线运动,它们恰好在最低点相碰,碰撞的一瞬间场强大小变成6×103N/C,方向不变,A球的电量不变,并且碰撞以后A、B两球结合成一个整体。已知g=10m/s2。求:
(1)原场强的大小;
(2)碰撞后细线对整体拉力的大小;
(3)整体到最高点时对绳子拉力的大小。

◎ 答案

(1)(2)绳子对整体的拉力为零(3)

◎ 解析

(1)因球A在竖直的平面内能做顺时针的匀速圆周运动,有 

(2)当场强变化后,有
碰撞以后     有
而需要的向心力
因为:F<F,A、B组成的整体不能做圆周运动,而是先做类平抛运动。
所以:碰撞后,绳子对整体的拉力为零。
(3) 假定t时间绳子拉紧,有
   带入数据可得:t=1s
所以,可知,此时,整体正好处在与圆心等高的位置
在此位置,.
此后,整体在绳子的牵引下做圆周运动,
有:
  
带入数据可得:
根据牛顿第三定律,整体对绳子拉力大小是1.5N

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图,空间存在竖直向上的匀强电场,在O点用长L=5m的轻质细线拴一质量m1=0.04Kg带电量q=2×10-4C的带正电的小球A(可看做质点),在竖直的平面内以v1=10m/s的速度做顺时针的匀…”主要考查了你对  【动能定理】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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