如图所示,电量为+q、质量为m的小球用一长为l的绝缘细线悬于O点,O点处放一电量为-q的点电荷.现在最低点使小球获得一个水平初速度v0,小球刚好可以绕O点在竖直平面内做完整的圆周运动,则v0应为多少?
问题描述:
如图所示,电量为+q、质量为m的小球用一长为l的绝缘细线悬于O点,O点处放一电量为-q的点电荷.现在最低点使小球获得一个水平初速度v0,小球刚好可以绕O点在竖直平面内做完整的圆周运动,则v0应为多少?
答
小球刚好可以绕O点在竖直平面内做完整的圆周运动,绳子的拉力为零,重力和库仑力的合力提供向心力,则有:
mg+
=mkq2 l2
v2 l
从最低点到最高点的过程中,根据动能定理得:
mv02=mg•2l+1 2
mv21 2
解得:v0=
5gl+
kq2 ml
答:v0应为
.
5gl+
kq2 ml
答案解析:小球刚好可以绕O点在竖直平面内做完整的圆周运动,绳子的拉力为零,重力和库仑力的合力提供向心力,根据向心力公式列式,从最低点到最高点的过程中,根据动能定理列式,联立方程即可求解.
考试点:A:向心力 B:牛顿第二定律 C:库仑定律
知识点:本题主要考查了向心力公式及动能定理的直接应用,知道小球刚好可以绕O点在竖直平面内做完整的圆周运动,绳子的拉力为零,难度不大,属于基础题.