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一长为L的绝缘细线下端系质量为m的金属小球,并带有-q的电荷量,在细线的悬点0处...

一长为L的绝缘细线下端系质量为m的金属小球,并带有-q的电荷量,在细线的悬点0处放一带电荷量为+q的点电荷.要使金属球能在竖直平面内做完整的圆周运动,求:
(1)金属球在最高点受到的库仑力多大?
(2)金属球在最高点的速度至少多大?
(3)如果金属球在最高点的速度为V,则它通过最低点时的速度多大?

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(1)根据库仑定律求解金属球在最高点受到的库仑力 (2)小球在最高点进行受力分析,当小球在最高点绳子拉力为零时速度最小,根据牛顿第二定律求解. (3)小球从最高点到最低点的过程中,电场力做功为零,根据动能定理求解. 【解析】 (1)根据库仑定律得金属球在最高点受到的库仑力:F=. (2)当小球在最高点绳子拉力为零时速度最小,最小速度为V1 根据牛顿第二定律得: mg+=m V1= (3)小球从最高点到最低点的过程中,电场力做功为零,如果金属球在最高点的速度为V,设最低点的速度为v2, 据动能定理有:mg•2L=mv22-mv2 V2= 答:(1)金属球在最高点受到的库仑力是 (2)金属球在最高点的速度至少是 (3)如果金属球在最高点的速度为V,则它通过最低点时的速度是
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考点分析:
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(2)供选择的重物有以下四个,应选择   
A.质量为100g的木球      B.质量为10g的砝码     C.质量为200g的重锤      D.质量为10g的塑料球
(3)若实验中所用重锤质量为m=1kg,打点纸带如图1所示(O点为自由下落的起始点),打点时间间隔为0.02s,则记录D点时,重锤的速度vD=    ,重锤动能EKD=    .从开始下落起至D点,重锤的重力势能减少量为    J,因此可得出的结论是    .(结果均保留三位有效数字)
(4)根据纸带算出相关各点的速度v,量出下落距离h,则以v2/2为纵轴,以h为横轴画出的图象应是图2中的   
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B.C、E、F、H点的电势相同
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D.将一电子由C点沿CDE圆弧移到E点,则电子的电势能先增大后减小
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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