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θ,如图所示,现给小球一个初速度v0,使小球能在竖直平面内做圆周运动.试问:小球在做圆周运动的过程中,在哪一位置速度最小?速度最小时是多少?

解析:因为小球在B点时静止,所以小球在B点时小球受力平衡,对小球进行受力分析,小球受重力mg、拉力T和电场力F作用.当小球向上转时,拉力不做功,只有重力和电场力做功,并且重力和电场力始终不变,所以我们可以将小球所受的重力和电场力看作一个力,即这两个力的合力.这样我们就可以把这个问题转换成一个我们所熟悉的圆周运动来处理了,这个合力就相当于只有重力在小球上做功时的重力了,那么平衡点B就相当于小球运动的最低点,A点就相当于小球运动的最高点,即为小球速度最小的位置.

由动能定理:×2l=mvA2-mv02,

解得vA=.

答案:A点速度最小;vA=

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