在光滑水平面上固定一个竖直圆筒S,圆筒内壁光滑(如图所示为俯视图),半径为1m.圆筒圆心O处用一根不可伸长的长0.5m的绝缘细线系住一个质量为0.2kg,电量为+5×10-5C的小球,

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

在光滑水平面上固定一个竖直圆筒S,圆筒内壁光滑(如图所示为俯视图),半径为1m.圆筒圆心O处用一根不可伸长的长0.5m的绝缘细线系住一个质量为0.2kg,电量为+5×10-5C的小球,小球体积忽略不计.水平方向有一匀强电场E=4×104N/C,方向如图所示.小球从图示位置(细线和电场线平行)以vo=10m/s垂直于场强方向运动.当细线转过900时,细线突然断裂.求:
(1)细线断裂时小球的速度大小;
(2)小球碰到圆筒内壁后不反弹,沿圆筒内壁继续做圆周运动中的最小速度值;
(3)现在圆心O处用一根牢固的不可伸长的长为0.5m的绝缘细线系住小球(小球质量和带电量均不变),小球从原图示位置以初速度10m/s垂直于场强方向运动,为保证小球接下来的运动过程中细线都不松弛,电场强度E的大小范围(场强方向不变).
魔方格

◎ 答案


魔方格
(1)根据动能定理得,-Eqr=
1
2
mv12-
1
2
mv02

解得v1=3

10
m/s=9.49m/s.
(2)根据动能定理得-

3
Eqr=
1
2
mv22-
1
2
mv12

解得v2=

90-10

3
m/s=8.53m/s,
则贴着内壁运动的速度v3=v2?sin300
根据动能定理得,-EqR(1-cos300)=
1
2
mv42-
1
2
mv32

解得v4=

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