题目内容

【题目】如图,xoy直角坐标系构成一竖直平面,其第一、四象限范围内(含y轴)存在方向竖直向下、场强大小E=4.5×103N/C的匀强电场。一个质量m=1.0kg、带电量q=4×103C的小球(可视为质点),用长度l=1.0m的不可伸长的绝缘轻绳悬挂在原点O处。现将小球向左拉至坐标为(-0.6m,-0.8m)的A点处静止释放,绳始终未被拉断,g10m/s2。求小球:

1)从A点第一次运动到y轴处时的速度大小;

2)第一次从y轴向右运动,经过与A点等高处位置的横坐标;

3)第一次离开电场前瞬间绳子受到的拉力大小。

【答案】(1)2m/s(2)m(3)40N

【解析】

1)设从A点运动到O点时的速度为v0A运动到O点过程,由机械能守恒定律得:

解得:

2)小球所受电场力为:

F=qE=4×103×4.5×103=18N

小球刚进入电场时做圆周运动的向心力:

Fmg=8N>Fn

小球做类平抛运动,第一次向右运动到与A点等高处过程,y方向上有:

得:

x方向:

即横坐标为

3)当线刚拉直时由:

解得:

t=0.5s

此时有:

x=v0t2=1.0m

即小球刚好在圆心等高处绳子拉直,而后做圆周运动,此时小球向上的速度为:

v1=at2=4m/s

设小球运动到最高点速度为v2,由动能定理得:

代入数据解得:

此时,由牛顿第二定律得:

解得:

T=40N

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网