题目内容

细绳的一端连接一个质量为m=1㎏,电量为q=+0.1C的小球,另一端固定在O点,此装置处在水平向右的匀强电场中,场强E=1×102N/C.把小球拉到与O等高的A点,此时细绳恰好拉直,然后静止释放小球,则小球运动到最低点B和最右端C时细绳的拉力分别为(g=10m/s2)( )

A.50N; 50N
B.50N; 30N
C.30N; 50N
D.30N; 30N
【答案】分析:小球在电场力和重力的作用下做加速运动,当绳被拉直的时候,沿着绳的速度的大小变为零,之后球在重和电场力的作用下继续向右运动,从绳被拉直到到达C的过程中,根据动能定理可以求得到达C时速度的大小.在B、C两点根据向心力公式即可求解绳子的拉力.
解答:解:小球由静止释放到最低点的过程中受到电场力和重力两个力,mg=Eq=10N,所以其合力的方向是由A指向最低点B,因此小球做匀加速直线运动.
水平分量是vx==
在B点有:TB-mg=m
解得:TB=m+mg=3mg=30N
在到达P2的过程中,由动能定理有
Eql-mgl=mv2-mvx2
解得v=vx=
在C点有:
TC-Eq=m
解得:TC=Eq+m=30N
故选D
点评:在小球运动的全过程中是不能应用动能定理来计算的,因为在绳被拉直的时候,球的动能有损失,这是本题常出错的地方.
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