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  • 如圖所示,在方向水平的勻強(qiáng)電場中,一個不可伸長的不導(dǎo)電輕細(xì)線的一端連著一個質(zhì)量為m的帶電小球,另一端固定于O點(diǎn),把小球拉直至細(xì)線與電場方向平行,然后無初速釋放,已知小球

    如圖所示,在方向水平的勻強(qiáng)電場中,一個不可伸長的不導(dǎo)電輕細(xì)線的一端連著一個質(zhì)量為m的帶電小球,另一端固定于O點(diǎn),把小球拉直至細(xì)線與電場方向平行,然后無初速釋放,已知小球擺到最低點(diǎn)的另一側(cè),線與豎直方向的最大夾角為θ.求小球經(jīng)過最低點(diǎn)時細(xì)線對小球的拉力.
    物理人氣:676 ℃時間:2020-06-17 19:49:05
    優(yōu)質(zhì)解答
    設(shè)細(xì)線長為L,球的電荷量為q,場強(qiáng)為E.若電荷量q為正,則場強(qiáng)方向在題圖中向右,反之向左.
    即帶電小球受到的電場力F=qE,方向水平向右,
    從釋放點(diǎn)到左側(cè)最高點(diǎn),根據(jù)動能定理得:
        mgLcosθ-qEL(1+sinθ)=0           ①
    若小球運(yùn)動到最低點(diǎn)時的速度為v,由動能定理得
         mgL-qEL=
    mv2
    2
                       ②
    此時線的拉力為T,由牛頓第二定律得
         T-mg=
    mv2
    L
                            ③
    由以上各式解得T=mg(3?
    2cosθ
    1+sinθ
    )

    答:小球經(jīng)過最低點(diǎn)時細(xì)線對小球的拉力為mg(3?
    2cosθ
    1+sinθ
    )
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