如图所示,用长为L的绝缘轻细线悬挂着一质量为m、带电荷量为+q的小球,将它们放入水平向右的匀强电场中,

2025-05-22 19:14:39
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回答1:


(1)将小球从A点静止释放,小球先沿着电场力与重力的合力方向做匀加速直线运动,绳子绷直后做圆周运动,小球的运动轨迹如图.
(2)由E=

3
mg
3q
可知,匀加速运动至C点时,细线伸直,设此时细线与竖直方向夹角为α,则tanα=
qE
mg
=
3
3
,α=30°,
则从A到C,由动能定理得:
mgL
cos30°
=
1
2
m
v

细线绷直瞬间,小球沿绳子方向的速度突然减至零,只有垂直于绳子方向的分速度vCcos30°
从C作圆周运动至B点,则由动能定理有:mgL(1?cos300)+EqLsin300
1
2
m
v
?
1
2
m(vccos300)2

解得:vB
(2+
3
3
)gL

(3)当v方向与合力方向相互垂直时,小球动能最小,则有 Ekmin
1
2
m(vBcos300)2=mgL(
3
4
+
3
8
)

答:
(1)先做匀加速直线运动,后做圆周运动;小球的运动轨迹如图;
(2)小球落至最低点B处时的速度大小为
(2+
3
3
)gL

(3小球在以后的运动过程中的最小动能为mgL(
3
4
+
3
8
).