一根长为l的丝线吊着一质量为m带电量为q的小球静止在水平向右的匀强电场中,丝线与竖直方向成37度角现突然将该电场方向变为向下且大小不变不考虑其他影响,(重力加速度为g).求:(1)
来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/11/06 07:15:53
一根长为l的丝线吊着一质量为m带电量为q的小球静止在水平向右的匀强电场中,丝线与竖直方向成37度角现突然将该电场方向变为向下且大小不变不考虑其他影响,(重力加速度为g).求:(1)
一根长为l的丝线吊着一质量为m带电量为q的小球静止在水平向右的匀强电场中,丝线与竖直方向成37度角
现突然将该电场方向变为向下且大小不变不考虑其他影响,(重力加速度为g).求:
(1)匀强电场的电场强度大小;(2)小球经过最低点时丝线的拉力
解析:(1)小球静止在电场中的受力如图所示:
显然小球带正电,由平衡条件得:
mgtan 37°=Eq①
故E=3mg4q②
(2)电场方向变成向下后,小球开始摆动做圆周运动,重力、电场力对小球做正功.由动能定理:
(mg+qE)l(1-cos 37°)=1/2mv2③
由圆周运动知识,在最低点时,
F向=FT-(mg+qE)=mv2l④
联立以上各式,解得:FT=4920mg⑤
(1)3mg4q (2)4920mg
我想问第二问谁能给我讲讲具体思路
一根长为l的丝线吊着一质量为m带电量为q的小球静止在水平向右的匀强电场中,丝线与竖直方向成37度角现突然将该电场方向变为向下且大小不变不考虑其他影响,(重力加速度为g).求:(1)
上面的解题思路已经很清晰了,你看看是哪里不明白.可以再明确提出来.
我再简略说一下:
1、先由动能定理求出到达最底部时的速度.取初状态为37度位置,动能为零.末位置为最底部,动能为mv^2/2.
这个过程有二个力做功,重力做功WG=mg(L-Lcos 37°)=mgL(1-cos 37°)
电场力也做正功,W电=qEL(1-cos 37°)
由动能定理:W总=EK2-EK1
即WG+W电=EK2-EK1
mgL(1-cos 37°)+qEL(1-cos 37°)=mv^2/2.
整理一下就是(mg+qE)l(1-cos 37°)=1/2mv2 ③
2、再由圆周运动知识知F向=ma向
小球此时受到三个力:向下的重力mg、电场力qE和向上的拉力T
所以有T-mg-qE=mv^2/L
整理一下就是FT-(mg+qE)=mv2/L④
由③④即可得出正确结果.