15.如图9-16所示,在方向水平的匀强电场中,一个不可伸长的不导电细线的一端连着一个质量为m的带电小球,另一端固定于O点,把小球拉起直至细线与场强平行,然后无初速释放,已知小球摆到最低点的另一侧,线与垂直方向的最大夹角为θ.求小球经过最低点时细线对小球的拉力.

图9-16

解析:设细线长为L,球的电荷量为q,场强为E.若电荷量q为正,则场强方向在题图中向右,反之向左.从释放点到左侧最高点,重力势能的减小等于电势能的增加.

mgLcosθ=qEL(1+sinθ)            ①

若小球运动到最低点时的速度为v,此时线的拉力为T,由能量关系得

mv2/2=mgLqEL           

由牛顿第二定律得Tmg=mv2/ L        

由以上各式解得

答案:

16如图9-17所示,质量为m、电荷量为+q的小球从距地面一定高度的O点,以初速度v0沿着水平方向抛出,已知在小球运动的区域里,存在着一个与小球的初速度方向相反的匀强电场,如果测得小球落地时的速度方向恰好是竖直向下的,且已知小球飞行的水平距离为L,求:

图9-17

(1)电场强度E为多大?

(2)小球落地点A与抛出点O之间的电势差为多大?

(3)小球落地时的动能为多大?

解析:(1)分析水平方向的分运动有:

所以

(2)AO之间的电势差

(3)设小球落地时的动能为EkA,空中飞行的时间为T,分析水平方向和竖直方向的分运动有:

解得:

答案:见解析

 0  138888  138896  138902  138906  138912  138914  138918  138924  138926  138932  138938  138942  138944  138948  138954  138956  138962  138966  138968  138972  138974  138978  138980  138982  138983  138984  138986  138987  138988  138990  138992  138996  138998  139002  139004  139008  139014  139016  139022  139026  139028  139032  139038  139044  139046  139052  139056  139058  139064  139068  139074  139082  447348 

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