分析 (1)在A點(diǎn)根據(jù)受力分析和共點(diǎn)力平衡即可求得
(2)小球在C點(diǎn),靠徑向的合力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律求出C點(diǎn)的速度大小,結(jié)合小球在A點(diǎn)平衡得出電場(chǎng)力和重力的關(guān)系,運(yùn)用動(dòng)能定理求出小球在B點(diǎn)的初速度.
(3)給小球一斜向右上方的初速度v0,初速度v0的方向與水平方向的夾角為53°,根據(jù)平行四邊形定則求出合力的大小和方向,發(fā)現(xiàn)合力與初速度方向垂直,知小球做類平拋運(yùn)動(dòng),將小球的運(yùn)動(dòng)分解為沿初速度方向和垂直于初速度方向,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出D點(diǎn)的速度.
解答 解:(1)對(duì)小球受力分析,小球受到向右的電場(chǎng)力,故電荷帶負(fù)電
根據(jù)共點(diǎn)力平衡可知qE=mgtanθ
E=mgtanθq=4mg3q
(2)小球由B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程中,由動(dòng)能定理有:
mgL−qEL=12mv2C−12mv2B ①
在C點(diǎn),設(shè)繩中張力為F,則有:
FC−mg=mv2CL ②
因Fc=mg,故vc=0 ③
解得vB=√6gL3 ⑤
(2)小球在D點(diǎn)受力如圖.
合力F=√(mg)2+(qE)2 ⑥
tanα=mgqE 所以α=37° ⑦
則vD與F方向垂直,小球做類平拋運(yùn)動(dòng),建立如圖所示的坐標(biāo)系,則
x方向:2lcos53°=vDt ⑧
y方向:2lsin53°=12Fmt2⑨
由⑧⑨得,vD=√3gL2.
答:(1)小球的帶電量為4mg3q,電性為負(fù)點(diǎn)
(2)vB的大小為√6gL3.
(3)小球在D點(diǎn)時(shí)初速度vD的大小為√3gL2.
點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查了動(dòng)能定理、牛頓第二定律,以及知道在第(2)問中合力與初速度方向垂直,小球做類平拋運(yùn)動(dòng).
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 兩物體A、B由同一位置開始運(yùn)動(dòng) | |
B. | 兩物體A、B由同一時(shí)刻開始運(yùn)動(dòng) | |
C. | 從第3s末起,A物體速度比B物體速度大 | |
D. | 5s末A、B兩物體相遇,兩物體在5s內(nèi)的位移相同 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 并聯(lián)一個(gè)3kΩ的電阻 | B. | 串聯(lián)一個(gè)3kΩ的電阻 | ||
C. | 并聯(lián)一個(gè)2.9kΩ的電阻 | D. | 串聯(lián)一個(gè)2.9kΩ的電阻 |
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A. | 3μmg5 | B. | 3μmg4 | C. | 3μmg2 | D. | 3μmg |
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A. | 地面對(duì)b有向左的摩擦力 | B. | 地面對(duì)b有向右的摩擦力 | ||
C. | 地面對(duì)b的支持力等于(M+m)g | D. | 地面對(duì)b的支持力一直大于(M+m)g |
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A. | 閉合開關(guān)S后,A1會(huì)逐漸變亮 | B. | 閉合開關(guān)S穩(wěn)定后,A1、A2亮度相同 | ||
C. | 斷開S的瞬間,A1會(huì)逐漸熄滅 | D. | 斷開S的瞬間,a點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)低 |
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