题目内容
11.长为L的绝缘细线下系一带正电的小球,其带电荷量为Q,悬于O点,如图所示.当在O点另外固定一个正电荷时,如果球静止在A处,则细线拉力是重力mg的两倍.现将球拉至图中B处(θ=60°),放开球让它摆动,问:(1)固定在O处的正电荷的带电荷量为多少?
(2)摆球回到A处时悬线拉力为多少?
分析 (1)球静止在A处经受力分析知受三个力作用:重力、静电力F和细线拉力,由受力平衡和库仑定律列式求解
(2)摆回的过程只有重力做功,所以机械能守恒,列出等式表示出最低点速度,由牛顿第二定律求解.
解答 解:(1)球静止在A处经受力分析知受三个力作用:重力mg、静电力F和细线拉力F拉,由受力平衡和库仑定律列式:
F拉=F+mg,
F=$\frac{kQq}{{L}^{2}}$,
F拉=2mg
三式联立解得:
q=$\frac{m{gL}^{2}}{kQ}$.
(2)摆回的过程只有重力做功,所以机械能守恒,规定最低点重力势能等于零,列如下方程:
mgL(1-cos60°)=$\frac{1}{2}$mv2
F拉′-mg-F=m$\frac{{v}^{2}}{L}$
由(1)知静电力F=mg
解上述三个方程得:F拉′=3mg.
答:(1)固定在O处的正电荷的带电荷量为$\frac{m{gL}^{2}}{kQ}$
(2)摆球回到A处时悬线拉力为3mg.
点评 对于圆周运动的问题,往往与动能定理或机械能守恒定律综合起来进行考查,基本题型,难度适中.
练习册系列答案
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3.关于势能,下列说法正确的是( )
A. | 质量为m的物体在离地h高时具有的重力势能为mgh | |
B. | 质量为m的物体水平向右移动h,重力势能减少mgh | |
C. | 弹簧压缩时储存弹性势能,弹簧伸长时释放弹性势能 | |
D. | 弹簧弹力做负功时储存弹性势能,做正功时释放弹性势能 |
20.在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理思想与研究方法,如理想实验法,控制变量法,极限思想法,建立物理模型法,类比法和科学假说法等等,以下关于所用物理学研究方法的叙述不正确的是( )
A. | 根据速度定义式v=$\frac{△x}{△t}$,当△t非常非常小时,就可以用$\frac{△x}{△t}$表示物体在t时刻的瞬时速度,这是应用了极限思想法 | |
B. | 在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点代替物体的方法,采用了等效替代的思想 | |
C. | 玻璃瓶内装满水,用穿有透明细管的橡皮塞封口,手捏玻璃瓶,细管内液面高度有明显变化,说明玻璃瓶发生形变,该实验采用放大的思想 | |
D. | 在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看做匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了微元法 |
1.如图所示,甲、乙、丙、丁四图均是物体做匀变速直线运动得到的图象,其横坐标均为时间t.则( )
A. | 甲可能是a-t图象 | B. | 乙可能是v-t图象 | C. | 丙可能是s-t图象 | D. | 丁可能是v-t图象 |