在一绝缘支架上,固定着一个带正电的小球A,A又通过一长为10cm的绝缘细绳连着另一个带负电的小球B,B的质量为0.1kg,电荷量为19×10-6C,如图所示,将小球B缓缓拉离竖直位置,当绳与竖直方向的夹角为60°时,将其由静止释放,小球B将在竖直面内做圆周运动.已知释放瞬间绳刚好张紧,但无张力.g取10m/s2.求(1)小球A的带电荷量;(2)释放瞬间小球B的加速度大小;(3)小球B运动到最低点时绳的拉力.

问题描述:

在一绝缘支架上,固定着一个带正电的小球A,A又通过一长为10cm的绝缘细绳连着另一个带负电的小球B,B的质量为0.1kg,电荷量为

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×10-6C,如图所示,将小球B缓缓拉离竖直位置,当绳与竖直方向的夹角为60°时,将其由静止释放,小球B将在竖直面内做圆周运动.已知释放瞬间绳刚好张紧,但无张力.g取10m/s2.求

(1)小球A的带电荷量;
(2)释放瞬间小球B的加速度大小;
(3)小球B运动到最低点时绳的拉力.

(1)小球B刚释放瞬间,速度为零,沿绳子方向上,小球受到的合力为零,则mgcos60°=kqAqBL2,代入数值,求得qA=5×10-6C;(2)小球所受合力方向与绳子垂直,由牛顿第二定律得:mgsinθ=ma,a=gsinθ=53m/s2;(3...
答案解析:(1)释放小球瞬间,对小球进行受力分析,由库仑定律与力的合成与分解可以求出小球A的电荷量.(2)对小球受力分析,由牛顿第二定律可以求出小球的加速度.(3)由动能定理求出小球到达最低点时的速度,然后由牛顿第二定律求出绳子的拉力.
考试点:机械能守恒定律;库仑定律.
知识点:释放小球瞬间,沿绳子方向小球受力平衡,小球所受合力沿与绳子垂直的方向.