题目内容
【题目】如图所示,O点固定,长为L的绝缘轻细绳的A端有一带负电荷的小球,电荷量为q,质量为m,水平方向的匀强电场的电场强度为E=.将轻绳拉成水平后自由释放.(重力加速度为g)求:
(1)小球运动到最低点时绝缘轻细绳给小球的拉力多大?
(2)小球运动的速度最大时细绳与竖直方向的夹角多大?(可以用三角函数表示)
【答案】(1)2mg (2)=
【解析】
(1)小球从静止释放到最低点,做圆周运动,从A点到B点应用动能定理:
在最低点B,根据牛顿第二定律:
解得绳子对小球的拉力大小为:
(2)小球所受重力和电场力为恒力,将这两个力合成一个恒力,当与速度垂直时,此位置小球的速度最大,因为在此位置之前与速度夹角为锐角,小球一直加速,在此位置之后,二者夹角变为钝角,小球一直减速;那么在此位置细绳与竖直方向的夹角:
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