题目内容
【题目】如图所示,在水平向右的匀强电场中,有一质量为m、带正电的小球,用长为l的绝缘细线悬挂于O点,当小球静止时细线与竖直方向的夹角为θ.现给小球一个初速度,使小球恰能在竖直平面内做圆周运动,试问:
(1)小球在做圆周运动的过程中,在哪一位置速度最小?速度最小值为多少?
(2)小球的初速度应为多大?
【答案】(1)当小球运动至位于与A点对应的同一直径上的另一端点B时,速度最小, (2)
【解析】(1)重力与电场力的合力: ,电场力为:F电=mgtanθ,小球恰好做圆周运动,在平衡位置的反方向上的圆周位置上B点时速度最小,由牛顿第二定律得: ,
解得小球的最小速度为: ;
(2)由动能定理可得:-mg2lcosθ-mgtanθ×2lsinθ=mv2-mvA2,
解得: .
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