如图所示,一质量为m带正电的小球,用长为L的绝缘细线悬挂于O点,处于一水平方向的匀强电场中,静止时细线右偏与竖直方向成45°角,位于图中的P点.重力加速度为g,求:(1)静止
◎ 题目
如图所示,一质量为m带正电的小球,用长为L的绝缘细线悬挂于O点,处于一水平方向的匀强电场中,静止时细线右偏与竖直方向成45°角,位于图中的P点.重力加速度为g,求: (1)静止在P点时线的拉力是多大? (2)如将小球向右拉紧至与O点等高的A点由静止释放,则当小球摆至P点时,其电势能如何变?变化了多少? (3)如将小球向左拉紧至与O点等高的B点由静止释放,则小球到达P点时的速度大小? |
◎ 答案
(1)小球静止在P点时由平衡条件得 cos45°=
T=
(2)小球从A到P的过程中,电场力做负功,故其电势能增加 由(1)问得tan45°=
则小球克服电场力做功W=F电L(1-cos45°) 其电势能增加为△EP=△W=
(3)小球先做匀加速直线运动到达最低点C, 根据动能定理得:
到达C点后细绳绷紧,小球沿细绳方向的速度变为零, 则vC′=vCsin45° vC′=
从C到P做圆周运动,由动能定理得:
vP=
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