题目内容
【题目】一条长为l的细线上端固定在O点,下端系一个质量为m的带电小球,将它置于一个很大的匀强电场中,电场强度为E,方向水平向右,已知小球在B点时平衡,细线与竖直线的夹角为α,求:
(1)当悬线与竖直方向的夹角为多大时,才能使小球由静止释放后,细线到竖直位置时,小球的速度恰好为零。
(2)当细线与竖直方向成α角时,至少要给小球一个多大的速度,才能使小球做圆周运动?
【答案】(1)(2)
【解析】
(1)小球在B点受力平衡,由平衡条件有:
由此可得: ①
设小球由C点(细线与竖直线夹角)运动至最低点A时速度恰好为零,
根据能量守恒得: ②
由①,②解得:
(2)绳系小球在复合场中做圆周运动的条件与在重力场中类似,只不过其等效“最高点”为D,“最低点”为B,
等效重力加速度(或叫做复合场强度)为,
要使小球能做完整的圆周运动在D点的速度最小值需满足:
又:
由此可解得
给小球施加的冲量至少应为
练习册系列答案
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