(15分)如图所示,小球的质量为m,带电量为q,整个区域加一个场

15分)如图所示,小球的质量为m,带电量为q,整个区域加一个场强大小为E的水平方向的匀强电场,小球系在长为L的绳子的一端,且在与竖直方向成45°角的P点处于平衡。则

1)电场力多大?

2)如果小球被拉至与O点在同一水平位置的C点自由释放,则小球到达A点的速度是多大?此时绳上的拉力又为多大?

3)在竖直平面内,如果小球以P点为中心作微小的摆动,其振动周期如何求解?

4)若使小球在此竖直平面内恰好做圆周运动时,最大速度和最小速度分别在哪点?大小分别为多少?

答案

解析:

1)小球在P处处于平衡,由平衡条件可知   电场力qE=mg

2)由于小球无论在哪个位置所受重力和电场力均不发生变化,因此重力和电场力可以等效成一个新的合场力F,大小,方向与竖直方向成45°角斜向左下。

小球从C点运动到A点的过程中,合场力F作功为零,由动能定理,得

      绳中拉力为mg

3)小球可等效在新的合场力F作用下作单摆,其等效重力加速度,则其周期    

4)小球在等效场中作竖直平面内的圆周运动中。通过与重力场中类比,小球应在速度最大的P点(可视为等效最低点)的对称点P/(可视为等效最高点)点的速度最小。

小球在等效最高点P/,由牛顿第二定律    

解得   

小球从P/P点,由动能定理,得

解得     

相关题目

三、阅读理解(共20小题;每小题2分,满分40分) 请阅读下
三、阅读理解(共20小题;每小题2分,满分40分) 请阅读下列短文,从每题所给的四个选项(A、B、C和D)中,选出最佳选项,并在答题卡上将该选项的
蓝色玻璃窗户看起来是蓝色的原因是(   ) A.它能产生
蓝色玻璃窗户看起来是蓝色的原因是(   ) A.它能产生蓝光B.它能吸收蓝光C.它能吸收任何光D.它能透过蓝光   
So far all cloned animals have suffered from some different serious disorders,
So far all cloned animals have suffered from some different serious disorders, ________ dying soon after birth. A.many of which  B.many of whom C.many of them  D.many of that
关于东北地区农业布局的说法,正确的是             
关于东北地区农业布局的说法,正确的是                             (    )    A.东北地区农业生产条件地域差异显著,农业生产的
4名受试者分别口服100 g葡萄糖后,在180 min内血糖含量的变化
4名受试者分别口服100 g葡萄糖后,在180 min内血糖含量的变化曲线如下图所示。据图分析正确的是(    ) A.a代表高胰岛素血症患者的血糖含量变化 B.4
任务型写作 请根据以下任务说明和写作要求,写一篇120词左
任务型写作 请根据以下任务说明和写作要求,写一篇120词左右的英语短文。 [任务要求]     你要参加一场英语辩论赛,主题是“中学生该不该上网”
设a1,a2,a3,…,an∈R且0<an<1(n∈N*),求证:a1a2a3…an>a1+a2+…+an+
设a1,a2,a3,…,an∈R且0<an<1(n∈N*),求证:a1a2a3…an>a1+a2+…+an+1-n(n≥2,n∈N*).
在国际单位制中,长度的单位是      .测量长度的基本工
在国际单位制中,长度的单位是      .测量长度的基本工具是      .

最新题目