質(zhì)量為 m 的小球帶+q 電荷,由長為 L 的絕緣繩系住,在水平向右,場強為E的勻強電場中最初靜止于A點,如圖所示,已知θ=60°,為了讓小球在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運動,問在A點至少給小球的初速度為多少( 。
分析:確定出小球運動的等效最高點,抓住臨界情況,即繩子的拉力為零,根據(jù)牛頓第二定律求出最小的速度.
解答:解:小球做圓周運動的等效最高點與A點關(guān)于圓心對稱.當小球的速度在等效最高點最小時,繩子的拉力為零,此時的合力F=2mg
根據(jù)牛頓第二定律得:2mg=m
v
2
L
則:v=
2gL

從等效最高點到等效最低點,由動能定理可得:2mg?2L=
1
2
m
v
2
A
-
1
2
m
v
2

解得:vA=
10gL
,故D正確,ABC錯誤;
故選:D
點評:小球在豎直平內(nèi)恰好做完整的圓周運動中的最小速度為
2gL
,并巧用等效思維.
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

質(zhì)量為m的小球帶電量為+q,由長為l的絕緣繩系住,在豎直向上場強為E的勻強電場中,為使小球在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運動,則在小球運動的過程中( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)質(zhì)量為m的小球帶+q電荷,由長為L的絕緣繩系住,在水平向右的勻強電場中最初靜止于A點,如圖所示,已知θ=60°,為了讓小球在豎直平內(nèi)做完整的圓周運動(計算結(jié)果可以帶根號),問:
(1)場強E的大。
(2)小球在豎直平內(nèi)恰好做完整的圓周運動中的最小速度.
(3)為了讓小球在豎直平內(nèi)做完整的圓周運動,則在A點給小球的初速度范圍為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,勻強電場方向與水平線間夾角θ=30°,斜向右上方,電場強度為E,質(zhì)量為m的小球帶負電,以初速度v0開始運動,初速度方向與電場方向一致.
(1)若小球的帶電量為q=mg/E,為使小球能做勻速直線運動,應對小球施加的恒力F1的大小和方向如何?
  (2)若小球的帶電量為q=2mg/E,為使小球能做直線運動,應對小球施加的最小恒力F2的大小和方向如何?

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖8-3-15所示,勻強電場方向與水平線間夾角θ=30°,斜向右上方,電場強度為E,質(zhì)量為m的小球帶負電,以初速度v0開始運動,初速度方向與電場方向一致.

圖8-3-15

(1)若小球的帶電荷量為q,為使小球能做勻速直線運動,應對小球施加的恒力F1的大小和方向如何?

(2)若小球的帶電荷量為q=,為使小球能做直線運動,應對小球施加的最小恒力F2的大小和方向如何?

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