题目内容
质量为m、电量为+q的小球用一绝缘细线悬于O点,开始时它在A、B之间来回摆动,OA、OB与竖直的夹角均为θ,如图所示.(1)如果当它摆到B点时,突然加上一竖直向上、大小为E=mg/q的匀强电场,则此时细线中的拉力F1= .
(2)如果当它由A摆到最低点C时,突然加上一竖直向上、大小为E=mg/q的匀强电场,则当小球再摆到B点时细线中的拉力F2= .
【答案】分析:(1)当小球摆动到B点时,速度为零,加上电场后,电场力与重力平衡,拉力为零;
(2)从A点到C点由动能定理求出C点速度,在最低点根据向心力公式求解拉力.
解答:解析:(1)当小球摆动到B点时,速度为零,向心加速度为零,此时指向圆心的合外力便为零,因为电场力与重力已抵消,故拉力F1=0.
(2)从A点到C点由动能定理可得:
mgl(1-cosθ)=
mv2-0 ①
在最低点C:
F2=
②
联立①②可得:F2=2mg(1-cosθ).
故答案为:(1)0 (2)2mg(1-cosθ)
点评:本题主要考查了圆周运动向心力公式及动能定理的直接应用,关键要求同学们能正确对小球进行受力分析,难度适中.
(2)从A点到C点由动能定理求出C点速度,在最低点根据向心力公式求解拉力.
解答:解析:(1)当小球摆动到B点时,速度为零,向心加速度为零,此时指向圆心的合外力便为零,因为电场力与重力已抵消,故拉力F1=0.
(2)从A点到C点由动能定理可得:
mgl(1-cosθ)=
在最低点C:
F2=
联立①②可得:F2=2mg(1-cosθ).
故答案为:(1)0 (2)2mg(1-cosθ)
点评:本题主要考查了圆周运动向心力公式及动能定理的直接应用,关键要求同学们能正确对小球进行受力分析,难度适中.
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