夏天太阳光经过树叶的空隙照在地面上会形成圆形光斑,这是由于光的________形成的太阳的像;将放大镜正对着太阳,调整它与地面的距离,地面上会形成很小很亮的光斑,这是由于

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 动能定理/2022-11-05 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

用长为L的细线拉一质量为m的小球,小球带电量为+q,细线一端悬于固定点O,整个装置放在水平向右一足够大的匀强电场中,小球静止时细线与竖直方向的夹角为θ,电场范围足够大,不计空气阻力,重力加速度为g,求:
(1)匀强电场的电场强度大小;
(2)将小球拉至O点正下方最低点由静止释放,小球向上摆动过程中的最大速度大小;
(3)在(2)问中,小球运动到最高点时细线对小球的拉力大小;
(4)若将小球拉至O点正下方最低点时给它一水平向右的初速度,小球在竖直面内做完整的圆周运动,这个初速度至少是多大?

◎ 答案

解:(1)小球静止A点时,受力分析,据三力平衡条件,得
tanθ= ①
E=mgtanθ/q ②
(2)小球运动到平衡位置时速度最大,由动能定理,得
qELsinθ-mgL(1-cosθ)=mv2
将②式代入,得v= ④
(3)小球从最低点到最高点时,细线与竖直方向成α角,由动能定理,得
qELsinα-mgL(1-cosα)=0 ⑤
将①式代入③式,得tanθsinα=1-cosα ⑥
∴ α=2θ ⑦
在最高点,重力与电场力合力的法线分力与拉力平衡,设线的拉力为F
F=mg
(4)设B点与A点对悬点O对称,即AB为圆轨迹的直径
当小球恰好能运动到B点时,就能在竖直面内恰好做完整的圆周运动
在B点,重力与电场力的合力提供向心力:mg/cosθ=m ⑧
设将小球拉至O点正下方最低点时给它一水平向右的初速度为v0,由动能定理,得
-2mgLcosθ-qELsinθ=mvB2mv02
将①⑦式代入⑧式,得v0=

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“夏天太阳光经过树叶的空隙照在地面上会形成圆形光斑,这是由于光的________形成的太阳的像;将放大镜正对着太阳,调整它与地面的距离,地面上会形成很小很亮的光斑,这是由于…”主要考查了你对  【动能定理】,【电场强度的定义式】  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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