如图所示,在方向竖直向下的匀强电场中,一绝缘轻细线一端固定于O点,另一端系一带正电的小球在竖直平面内做圆周运动.小球的带电量为q,质量为m,绝缘细线长为L,电场的场强为E,若带电小球恰好能通过最高点A,则在A点时小球的速率v1为多大?小球运动到最低点B时的速率v2为多大?运动到B点时细线对小球的拉力为多大?

问题描述:

如图所示,在方向竖直向下的匀强电场中,一绝缘轻细线一端固定于O点,另一端系一带正电的小球在竖直平面内做圆周运动.小球的带电量为q,质量为m,绝缘细线长为L,电场的场强为E,若带电小球恰好能通过最高点A,则在A点时小球的速率v1为多大?小球运动到最低点B时的速率v2为多大?运动到B点时细线对小球的拉力为多大?

小球在电场中受到重力、电场力和细线的拉力作用,它好能通过最高点A,由重力和电场力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律得   qE+mg=mv21L解得,v1=(Eqm+g)L小球由A运动到B的过程中,绳子拉力不做功,根据...
答案解析:小球恰好能通过最高点A,由重力和电场力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律求出在A点时小球的速率v1.小球从最高点运动到最低点的过程中,重力和电场力做功,根据动能定理求出小球运动到最低点的速度,再由牛顿第二定律求出细线的拉力.
考试点:带电粒子在匀强电场中的运动;牛顿第二定律;向心力.
知识点:对于圆周运动的问题,往往与动能定理或机械能守恒定律综合起来进行考查,基本题型,难度适中.