题目内容
如图2所示,一长为L的绝缘细线下端系着质量为m的金属小球,并带-q的电量,在细线的悬点O处放一带电量为+q的点电荷,要使金属球能在竖直平面内做完整的圆周运动,它在最低点的最小速度是多少?若金属球在最低点刚好达到这个速度值,在整个圆周运动过程中,细线的最大拉力是多少?
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金属球在竖直面内做完整的圆周运动,它在圆周最高点处的最小速度应满足
在做圆周运动时,库仑力对小球不做功,小球机械能守恒,则金属球在上式中的此速度下做圆周最低点处的速度的最小值应满足
解得
金属球在此速度下做圆周运动时细线的最大拉力应在最低点处,此时有
=6mg
【试题分析】
熟练掌握圆周运动规律,机械能守恒定律是解决本题的关键.
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