Question

【题目】如图所示，两个水平放置的带电平行金属板间形成匀强电场，长为L的绝缘细线一端固定在O点，另一端拴着一个质量为m、带有一定电荷量的小球，小球原来静止.当给小球某一冲量后，它可绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动.若两板间电压增大为原来的4倍，重力加速度为g，则：

（1）要使小球从C点开始在竖直平面内做圆周运动，开始至少要给小球多大的冲量？

（2）在小球运动过程中，细线上的最大拉力为多大？

Answer 1

【答案】(1) (2)

【解析】

(1)小球开始做匀速圆周运动，故有：

mg=qE

当电压增大到原来的4倍，故两极板间的电场强度变为：

在C点绳的拉力为0时，小球做圆周运动的速度最小：

解得：

根据动量定理得：

(2)由C到D，依据动能定理可得：

解得：

小球运动过程中细绳所受的最大拉力在D位置，此时绳的拉力和重力提供向心力，由牛顿第二定律可得：

解得：