题目内容
如图所示,在一沿水平方向的匀强电场中,用丝线在固定点悬挂一个质量为m的小球,使小球带正电,电量正好使小球的重力为小球所受电场力的倍,现拉开小球至丝线正好水平伸直的A位置后自由释放。求小球运动到最低点B处时丝线上的拉力大小。
解析:
由小球带正电,其电量正好使小球的重力为小球所受电场力的倍,可知小球所受合力与绳子的夹角为锐角,又因其合力为恒定,初速度为零,所以小球从A到C不沿弧线AC运动,而沿直线AC运动,
设丝线的长为L,小球运动到C点的速度为vc,由动能定理有:
………………①………………3分
小球在C点: ……………… ② …………… 3分
小球运动到B点时的速度为vB,从C运动到B过程中,由动能定理有:
………………③…………3分
由题意知: ……………… ④………………2分
小球运动到B点时,丝线得拉力为F,由牛顿第二定律得:
………………⑤…………3分
有①②③④⑤得: ……………⑥……… 2分
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