一長為L的絕緣細(xì)線下端系質(zhì)量為m的金屬小球，并帶有-q的電荷量，在細(xì)線的懸點0處放一帶電荷量為+q的點電荷．要使金屬球能在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運動，求：
（1）金屬球在最高點受到的庫侖力多大？
（2）金屬球在最高點的速度至少多大？
（3）如果金屬球在最高點的速度為V，則它通過最低點時的速度多大？
分析：（1）根據(jù)庫侖定律求解金屬球在最高點受到的庫侖力
（2）小球在最高點進行受力分析，當(dāng)小球在最高點繩子拉力為零時速度最小，根據(jù)牛頓第二定律求解．
（3）小球從最高點到最低點的過程中，電場力做功為零，根據(jù)動能定理求解．
解答：解：（1）根據(jù)庫侖定律得金屬球在最高點受到的庫侖力：F=
kq2
L2
．
（2）當(dāng)小球在最高點繩子拉力為零時速度最小，最小速度為V1
根據(jù)牛頓第二定律得：
mg+
kq2
L2
=m
v
2
1
L

V1=
gL+
kq2
mL

（3）小球從最高點到最低點的過程中，電場力做功為零，如果金屬球在最高點的速度為V，設(shè)最低點的速度為v2，
據(jù)動能定理有：mg?2L=
1
2
mv22-
1
2
mv2
V2=
4gL+v2

答：（1）金屬球在最高點受到的庫侖力是
kq2
L2

（2）金屬球在最高點的速度至少是
gL+
kq2
mL

（3）如果金屬球在最高點的速度為V，則它通過最低點時的速度是
4gL+v2
點評：要能正確分析向心力來源，掌握牛頓第二定律和動能定理的應(yīng)用．
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，一長為L的絕緣細(xì)線下端系一質(zhì)量為m帶電量為q的小球A，細(xì)線上端系在水平天花板的O點，在O點正下方固定一帶電量為Q的小球B，在庫侖力作用下A靜止時細(xì)線拉力大小為T1，讓B的電量變?yōu)?Q同時將細(xì)線從上端剪掉
1
3
L依然系于O點，A再次靜止時細(xì)線的拉力大小為T2，則兩次細(xì)線拉力的大小關(guān)系（　�。�

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，一長為L的絕緣細(xì)線下端拴一質(zhì)量為m的帶電小球，將它置于一勻強電場中，電場強度大小為E，方向水平向右，已知當(dāng)細(xì)線偏離豎直方向的夾角為θ時，小球處于平衡，問：
（1）小球帶何種電荷？所帶電荷量為多少？
（2）若使細(xì)線的偏角由θ增大到α，然后將小球由靜止釋放，則α應(yīng)為多大，才能使在小球到達(dá)豎直位置時，小球的速度剛好為零？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，一長為L的絕緣細(xì)線下端系質(zhì)量為m的金屬小球，并帶有-q的電荷量，在細(xì)線的懸點o處放一帶電荷量為+q的點電荷．要使金屬球能在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運動，求：
（1）金屬球在最高點的最小速度值是多大？
（2）如果金屬球剛好通過最高點，則它通過最低點時的繩子拉力多大？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，一長為L的絕緣細(xì)線下端系質(zhì)量為m的金屬小球，帶-q的電荷量，在細(xì)線的懸點O處放一帶電荷量為+q的點荷．要使金屬球能在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運動．
求：
（1）金屬球在最高點的最小速度值是多大？
（2）如果金屬球剛好通過最高點，則它通過最低點時的速度多大？

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案