Question

【題目】如圖所示，兩個(gè)水平放置的帶電平行金屬板間形成勻強(qiáng)電場，長為L的絕緣細(xì)線一端固定在O點(diǎn)，另一端拴著一個(gè)質(zhì)量為m、帶有一定電荷量的小球，小球原來靜止.當(dāng)給小球某一沖量后，它可繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).若兩板間電壓增大為原來的4倍，重力加速度為g，則：

（1）要使小球從C點(diǎn)開始在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，開始至少要給小球多大的沖量？

（2）在小球運(yùn)動(dòng)過程中，細(xì)線上的最大拉力為多大？

Answer 1

【答案】(1) (2)

【解析】

(1)小球開始做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故有：

mg=qE

當(dāng)電壓增大到原來的4倍，故兩極板間的電場強(qiáng)度變?yōu)椋?/span>

在C點(diǎn)繩的拉力為0時(shí)，小球做圓周運(yùn)動(dòng)的速度最�。�

解得：

根據(jù)動(dòng)量定理得：

(2)由C到D，依據(jù)動(dòng)能定理可得：

解得：

小球運(yùn)動(dòng)過程中細(xì)繩所受的最大拉力在D位置，此時(shí)繩的拉力和重力提供向心力，由牛頓第二定律可得：

解得：