如圖所示,用絕緣細(xì)繩系帶正電小球在豎直平面內(nèi)運(yùn)動,已知繩長為L,重力加速度g,小球半徑不計(jì),質(zhì)量為m,電荷q.不加電場時(shí),小球在最低點(diǎn)繩的拉力是球重的9倍.
(1)求小球在最低點(diǎn)時(shí)的速度大?。?br>(2)如果在小球通過最低點(diǎn)時(shí),突然在空間產(chǎn)生豎直向下的勻強(qiáng)電場,若使小球在后面的運(yùn)動中,繩出現(xiàn)松軟狀態(tài),求電場強(qiáng)度可能的大?。?/div>
(1)由題意,不加電場時(shí),在最低點(diǎn)有:F
t=9mg.
設(shè)此時(shí)速度v
1.且
Ft?mg=m解得:
v1=(2)如果繩出現(xiàn)松弛,則小球不能通過最高點(diǎn),
由動能定理得:mg
?2L+Eq2L=mv12?mv22且Eq+mg=m
則E=
也不可以低于O水平面,
mgL+EqL=
,則E=
,
所以電場強(qiáng)度可能的大小范圍為
≥E≥答:(1)小球在最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為
;
(2)電場強(qiáng)度可能的大小范圍為
≥E≥.