如圖所示，在水平向左的勻強(qiáng)電場中，一帶電小球用絕緣輕繩（不伸縮）懸于O點(diǎn)，平衡時小球位于A點(diǎn)，此時繩與豎直方向的夾角θ=53°，繩長為l，B、C、D到O點(diǎn)的距離均為l，BD水平，OC豎直．BO=CO=DO=l．

（1）將小球移到B點(diǎn)，給小球一豎直向下的初速度vB，小球到達(dá)懸點(diǎn)正下方C點(diǎn)時繩中拉力恰等于小球重力，求vB的大�。�

（2）當(dāng)小球移到D點(diǎn)后，讓小球由靜止自由釋放，求：小球首次經(jīng)過懸點(diǎn)O正下方時的速率．（計算結(jié)果可帶根號，取sin 53°=0.8）


考點(diǎn)：

勻強(qiáng)電場中電勢差和電場強(qiáng)度的關(guān)系．版權(quán)所有

專題：

電場力與電勢的性質(zhì)專題．

分析：

（1）帶電小球在電場中受電場力和重力作用，因?yàn)锳是其平衡位置，根據(jù)受力分析可以求出電場力和重力大小的關(guān)系；小球從B到C的過程中只有重力和電場力對小球做功，兩力做功代數(shù)和等于小球動能的變化，又小球在C點(diǎn)受到繩的拉力等于小球的重力可知，小球在C點(diǎn)時的速度剛好為0，故據(jù)動能定理可以求出小球在B點(diǎn)時的速度vB．

（2）小球從DH點(diǎn)由靜止釋放后，在重力和電場力共同作用下做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動，求出小球的合加速度確定速度方向以及小球到達(dá)O點(diǎn)正下方時的位置，然后使用動能定理或運(yùn)動學(xué)公式求得小球在O點(diǎn)正下方時的速度即可．

解答：

解：（1）小球由B點(diǎn)到C點(diǎn)的過程中，由動能定理得：

（mg﹣Eq）l=mv﹣mv

由在C點(diǎn)繩中的拉力恰等于小球重力知：

 FC﹣mg=m，

則：vC=0

由在A點(diǎn)小球處于平衡知：

Eq=mgtan 53°=mg，

得：vB=．

（2）小球由D點(diǎn)靜止釋放后沿與豎直方向夾角θ=53°的方向做勻加速直線運(yùn)動，直至運(yùn)動到O點(diǎn)正下方的P點(diǎn)，OP距離為：

 h=lcot 53°=l．

在此過程中，繩中張力始終為零，故此過程中的加速度a和位移x分別為：

 a==g，x==l

所以小球到達(dá)懸點(diǎn)正下方時的速率為：

v==．

答：（1）vB的大小為．

（2）小球首次經(jīng)過懸點(diǎn)O正下方時的速率為．

點(diǎn)評：

本題關(guān)鍵是確定電場力的大小，再根據(jù)動能定理列方程求解，第二問中小球做勻加速直線運(yùn)動不是圓周運(yùn)動，要注意運(yùn)動形式的判斷．

　

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示是自行車傳動結(jié)構(gòu)的示意圖，其中Ⅰ是半徑為r1的牙盤（大齒輪），Ⅱ是半徑為r2的飛輪（小齒輪），Ⅲ是半徑為r3的后輪，假設(shè)腳踏板的轉(zhuǎn)速為n（r/s），則自行車前進(jìn)的速度為（　�。�

　

A．

B．

C．

D．

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科目：高中物理 來源： 題型：


在交通事故的分析中，剎車線的長度是很重要的依據(jù)，剎車線是汽車剎車后，停止轉(zhuǎn)動的輪胎在地面上發(fā)生滑動時留下的滑動痕跡．在某次交通事故中，汽車的剎車線長度是14m，假設(shè)汽車輪胎與地面間的動摩擦因數(shù)恒為0.7，g取10m/s2，則汽車剎車前的速度為（　�。�

　

A．

7m/s

B．

14m/s

C．

10m/s

D．

20m/s

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科目：高中物理 來源： 題型：


汽車上坡時，司機(jī)要用“換擋”的辦法減速行使，是為了（　�。�

　

A．

省油

B．

減少發(fā)動機(jī)的功率

　

C．

增大發(fā)動機(jī)的功率

D．

增大爬坡的牽引力

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示：將一電荷量為+Q的小球放在不帶電的金屬球附近，所形成的電場線分布如圖所示，金屬球表面的電勢處處相等．a(chǎn)、b為電場中的兩點(diǎn)，則（　�。�

　

A．

a點(diǎn)的電場強(qiáng)度比b點(diǎn)的小

　

B．

a點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)的高

　

C．

檢驗(yàn)電荷﹣q在a點(diǎn)的電勢能比在b點(diǎn)的大

　

D．

將檢驗(yàn)電荷﹣q從a點(diǎn)移到b點(diǎn)的過程中，電場力做負(fù)功

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，一金屬方框abcd從離磁場區(qū)域上方高h(yuǎn)處自由下落，進(jìn)入與線框平面垂直的勻強(qiáng)磁場中，在進(jìn)入磁場的過程中，不可能發(fā)生的情況是（　�。�

　

A．

線框做加速運(yùn)動，加速度a＜g

B．

線框做勻速運(yùn)動

　

C．

線框做減速運(yùn)動

D．

線框會反跳回原處

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科目：高中物理 來源： 題型：


做“探索彈力與彈簧伸長量關(guān)系”（如圖1）的實(shí)驗(yàn)步驟如下：

A．以彈簧伸長量為橫坐標(biāo)，以彈力為縱坐標(biāo)，描出各組數(shù)據(jù)（x，F(xiàn)）對應(yīng)的點(diǎn)，并用平滑的曲線連接起來

B．記下彈簧不掛鉤碼時．其下端在刻度尺上的刻度L

C．將鐵架臺固定在桌子上（也可在橫梁的另一端掛上一定的配重），并將彈簧的一端系于橫梁上，在彈簧附近豎直固定一刻度尺

D．依次在彈簧下端掛上2個、3個、4個…鉤碼，并分別記下鉤碼靜止時彈簧下端所對應(yīng)的刻度，并記錄在表格內(nèi)，然后取下鉤碼

E．以彈簧伸長量為自變量，寫出彈力與伸長量的關(guān)系式．首先嘗試寫成一次函數(shù)，不行再寫成二次函數(shù)

F．解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的物理意義

G．整理儀器

（1）請將以上步驟按操作的先后順序排列出來，為：　��；

（2）某同學(xué)在做研究彈簧的形變與外力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時，作出外力F與彈簧總長度L的關(guān)系圖線如圖2所示．該實(shí)驗(yàn)始終在彈簧的彈性限度內(nèi)進(jìn)行．由圖2可知：該彈簧的自然長度為　10　cm；該彈簧的勁度系數(shù)為　　N/m．（后一空保留三位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：


在真空中兩個帶等量異種的點(diǎn)電荷，電量均為2×10﹣8C，相距20cm，則它們之間的相互作用力為　9×10﹣5　N．在兩者連線的中點(diǎn)處，電場強(qiáng)度大小為　3.6×104　N/C． （K=9.0×109Nm2/c2）

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科目：高中物理 來源： 題型：


已知四個點(diǎn)電荷q、q、﹣q、q分別分布于邊長為a的正方形的四個頂點(diǎn)A、B、C、D處，如圖所示，則正方形中心處的場強(qiáng)大小為（　�。�

　

A．

B．

0

C．

4

D．

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