题目内容

绝缘细绳的一端固定在天花板上,另一端连接着一个带负电的电量为q、质量为m的小球,当空间建立水平方向的匀强电场后,绳稳定处于与竖直方向成θ=600角的位置,如右图所示。

(1)求匀强电场的场强E

(2)若细绳长为L,让小球从θ=300A点释放,王明同学求解小球运动至某点的速度的过程如下:

据动能定理  -mgL(1—cos300)+qELsin300= 

得:

你认为王明同学求的是最低点O还是θ=600的平衡位置处的速度,正确吗?请详细说明理由或求解过程。

(1);(2)见解析


解析:

(1)小球在θ=600角处处于平衡,则Eq=mgtanθ   ( 1分)

                      (2分)

    方向水平向左                                  (1分)

(2)王明同学的求解不正确                         (1分)

因为小球在θ=600处处于平衡,因此小球从θ=300的A点释放,它不会往A点的左边运动,而是以θ=600处为中心、以A点为端点来回摆动,即小球不会运动至最低点O    (2分)

王明同学的求解实际上也不是小球运动到θ=600的平衡位置处的速度。  (1分)

平衡位置处的速度的正确求解应该是:据动能定理有

         (2分)

联解得                                          (2分)

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