一根長爲l的絲線吊著一質量爲m帶電量爲q的小球靜止在水平向右的勻強電場中,絲線與豎直方向成37度角
題目:
一根長爲l的絲線吊著一質量爲m帶電量爲q的小球靜止在水平向右的勻強電場中,絲線與豎直方向成37度角
現突然將該電場方向變爲向下且大小不變不考慮其他影響,(重力加速度爲g).求:
(1)勻強電場的電場強度大小;(2)小球經過最低點時絲線的拉力
解析:(1)小球靜止在電場中的受力如圖所示:
顯然小球帶正電,由平衡條件得:
mgtan 37°=Eq①
故E=3mg4q②
(2)電場方向變成向下後,小球開始擺動做圓周運動,重力、電場力對小球做正功.由動能定理:
(mg+qE)l(1-cos 37°)=1/2mv2③
由圓周運動知識,在最低點時,
F向=FT-(mg+qE)=mv2l④
聯立以上各式,解得:FT=4920mg⑤
(1)3mg4q (2)4920mg
我想問第二問誰能給我講講具體思路
解答:
上面的解題思路已經很清晰了,你看看是哪裡不明白.可以再明確提出來.
我再簡略說一下:
1、先由動能定理求出到達最底部時的速度.取初狀態爲37度位置,動能爲零.末位置爲最底部,動能爲mv^2/2.
這個過程有二個力做功,重力做功WG=mg(L-Lcos 37°)=mgL(1-cos 37°)
電場力也做正功,W電=qEL(1-cos 37°)
由動能定理:W總=EK2-EK1
即WG+W電=EK2-EK1
mgL(1-cos 37°)+qEL(1-cos 37°)=mv^2/2.
整理一下就是(mg+qE)l(1-cos 37°)=1/2mv2 ③
2、再由圓周運動知識知F向=ma向
小球此時受到三個力:向下的重力mg、電場力qE和向上的拉力T
所以有T-mg-qE=mv^2/L
整理一下就是FT-(mg+qE)=mv2/L④
由③④即可得出正確結果.
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