题目内容

在水平向右的匀强电场中,有一质量为m、带正电的小球,用长为l的绝缘细线悬挂于O点,当小球静止时细线与竖直方向夹角为(如图).现给小球一个垂直于悬线的初速度,使小球恰能在竖直平面内做圆周运动,试问:

(1)小球在做圆周运动的过程中,在哪一位置速度最小?速度最小值多大?

(2)小球在B点的初速度多大?

答案:略
解析:

答案:(1)小球在A点速度最小,速度最小值为(2)

思路分析:(1)由于电场力和重力不变,可将电场和重力场合为一个等效重力场,在B点有,故.设小球静止的位置B为零势能点,由于动能与等效重力势能的总和不变,则小球位于和B点对应的同一直径上的A点等效重力势能最大,动能最小,速度也最小,设小球在A点时速度为,此时细线的拉力为零,等效重力提供向心力,则.得小球的最小速度为

(2)设小球在B点的初速度为,由能量守恒定律得

的值代入上式得

规律技巧总结:题目涉及到匀强电场中的圆周运动问题时,把重力和电场力用一个合力代替会使问题大为简化,至于具体计算做功值时,分别求每个分力的功往往又会比求合力的功简单,应灵活应用.


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