真空中有水平向右的勻強電場，質(zhì)量為m的帶正電小球，用長為l的絕緣細(xì)線懸于O點，現(xiàn)將小球用絕緣手柄拉到O點的正上方（線剛好拉直）A點由靜止釋放，如右圖所示。已知小球所受電場力大小F=mg，當(dāng)小球運動到與O點等高處B時，線被繃緊，水平方向速度立即變?yōu)榱�，此后小球繞O點擺動。求：

（1）小球從釋放到細(xì)線拉直前瞬間做何種運動？運動方向與豎直方向成多大角度？

（2）小球運動到最低點C時，線對小球的拉力T的大��；

（3）小球在擺動過程中的最大高度H（以O(shè)點所在水平面為參考面）。

解：（1）小球從釋放到到達(dá)B點線繃緊前所受重力、電場力恒定，故做勻加速直線運動。小球受力如圖所示，則tanα==1，α=45°。

（2）小球從A點釋放到B點在豎直方向做勻加速直線運動，線拉緊時豎直分速度不變設(shè)為vy，則2gl=v2y ①

此后，小球擺動從B到C，如圖所示，根據(jù)動能定理得mgl-Fl=mv2c-mv2y②

又F=mg ③

T-mg=m④

聯(lián)立①—④得，T=3mg。

（3）因線繃緊后，擺動過程重力、電場力做功，根據(jù)動能定理得

-mgH-Fl(1-cosθ)=0-mvy2,

H=lsinθ,

解得H= l。

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，矩形區(qū)域MNPQ內(nèi)有水平向右的勻強電場，虛線框外為真空區(qū)域；半徑為R、內(nèi)壁光滑、內(nèi)徑很小的絕緣半圓管ADB固定在豎直平面內(nèi)，直徑AB垂直于水平虛線MN，圓心O恰在MN的中點，半圓管的一半處于電場中．一質(zhì)量為m，可視為質(zhì)點的帶正電電荷量為q的小球從半圓管的A點由靜止開始滑入管內(nèi)，小球從B點穿出后，能夠通過B點正下方的C點．重力加速度為g，小球在C點處的加速度大小為5g/3．求：
（1）勻強電場場強E；
（2）小球在B點時，半圓軌道對它作用力的大�。�
（3）要使小球能夠到達(dá)B點正下方C點，虛線框MNPQ的高度和寬度滿足什么條件；
（4）小球從B點計時運動到C點過程中，經(jīng)多長時間小球的動能最小．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，矩形區(qū)域MNPQ內(nèi)有水平向右的勻強電場，虛線框外為真空區(qū)域，半徑為R，內(nèi)壁光滑，內(nèi)徑很小的絕緣半圓管ADB固定在豎直平面內(nèi)，直徑AB垂直于水平虛線MN，圓心O恰好在MN的中點，半圓管的一半處于電場中，一質(zhì)量為m，可視為質(zhì)點的帶正電，電荷量為q的小球從半圓管的A點由靜止開始滑入管內(nèi)，小球從B點穿過后，能夠通過B點正下方的C點，重力加速度為g，小球在C點處的加速度大小為
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g．求：
（1）帶勻強電場場強E；
（2）小球在到達(dá)B點前一瞬間時，半圓軌道對它的作用力的大小；
（3）要使小球能夠到達(dá)B點正下方C點，虛線框MNPQ的高度和寬度滿足什么條件？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示：矩形區(qū)域MNPQ內(nèi)有水平向右的勻強電場，虛線框外為真空區(qū)域；半徑為R、內(nèi)壁光滑、內(nèi)徑很小的絕緣半圓管ADB固定在豎直平面內(nèi)，直徑AB垂直于水平虛線MN，圓心O為MN的中點，半圓管的一半處于電場中．一帶正電的小球從半圓管的A點由靜止開始滑入管內(nèi)，小球可視為質(zhì)點，質(zhì)量為m，電量為q，當(dāng)小球達(dá)到B點時，對管壁的壓力為FN=3mg，重力加速度為g，求：
（1）勻強電場的電場強度E；
（2）若小球能從矩形框的右邊界NP離開電場，矩形區(qū)域MNPQ的最小面積S．精英家教網(wǎng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

真空中有水平向右的勻強電場，質(zhì)量為m的帶正電小球，用長為l的絕緣細(xì)線懸于O點，現(xiàn)將小球用絕緣手柄拉到O點的正上方（線剛好拉直）A點由靜止釋放，如右圖所示。已知小球所受電場力大小F=mg，當(dāng)小球運動到與O點等高處B時，線被繃緊，水平方向速度立即變?yōu)榱�，此后小球繞O點擺動。

求：（1）小球從釋放到細(xì)線拉直前瞬間做何種運動？運動方向與豎直方向成多大角度？

（2）小球運動到最低點C時，線對小球的拉力T的大��；

（3）小球在擺動過程中的最大高度H（以O(shè)點所在水平面為參考面）。

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