Question

（10分）在水平向右的勻強電場中，有一質量為m、帶正電的小球，用長為L的絕緣細線懸掛于O點，當小球處于A點時靜止，細線與豎直方向夾角為a（如圖所示），現在A點給小球一個垂直于懸線的初速度v₀，使小球恰能在豎直平面內做圓周運動，求：

（1）在A點給小球的初速度v₀多大？

（2）此過程中小球所受的最大拉力與最小拉力之差為多大？

 

Answer 1

【答案】

（1）（2）

【解析】

試題分析：如圖所示，重力與電場力的合力：F=，電場力為mgtanθ小球恰好做圓周運動，由牛頓第二定律得：，小球的最小速度，

由動能定理－mg×2Lcosα－mgtanα×2Lsinα＝解得。重力與電場力的合力看作等效重力F=。在等效最高點處，T₁+F＝，在等效最低點處T₂－F＝，解得：T2－T1＝

考點：本題考查動能定理及向心力來源。