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(20分)如圖所示,在水平向左的勻強電場中,一帶電小球質量為m,電量為-q。用絕緣輕繩(不伸縮)懸于O點,平衡時小球位于A點,此時繩與豎直方向的夾角θ=30°。繩長為l,AO=CO=DO=l,OD水平,OC豎直。求:

(1)電場強度E
(2)當小球移到D點后,讓小球由靜止自由釋放,小球向右擺動過程中的最大速率和該時刻輕繩中張力(計算結果可帶根號)。
(1)(2)F=mg

試題分析:(1)有平衡條件得: =tan30°(2分)
E=(2分)
(2) 當小球移到D點后,讓小球由靜止自由釋放,小球先做勻加速直線運動,運動到與豎直方向成30°時繩繃直,關于OC對稱,設此時速度為VB
由牛頓第二定律得;解得a=g(2分)
對勻加速過程有V=2al(2分)
繩繃直后,沿繩方向速度VBX不變,垂直繩方向速度變為0
VBX=VBcos30°(3分)
到達A點時切向加速度為0,速度達到最大值
m V+qEl= mV(3分)
解得V=(2分)
輕繩中張力
F-mg=(2分)
解得F=mg (2分)
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

下列現象中,跟離心運動有關的是(   )
A.人沿直線跑步時突然跌倒
B.鏈球運動員將鏈球旋轉后拋出
C.鉛球運動員將鉛球推出
D.圓柱上的細繩系一小球,小球繞圓柱轉動使細繩纏繞在圓柱上

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(10分)如圖所示,半徑為R的光滑圓環上套有一質量為m的小環,當圓環以角速度ω繞過環心的豎直軸旋轉時,求小環穩定后偏離圓環最低點的高度h.

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如圖所示,質量為m=0.2kg的小球固定在長為L=0.9m的輕桿的一端,桿可繞O點的水平轉軸在豎直平面內轉動。(g=10 m/s2)求:

(1)當小球在最高點的速度為多大時,球對桿的作用力為零?
(2)當小球在最高點的速度分別為6 m/s和1.5 m/s時,球對桿的作用力的大小與方向?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

一水平放置的圓盤,可以繞中心O點旋轉,盤上放一個質量為m的鐵塊(可視為質點),輕質彈簧一端連接鐵塊,另一端系于O點,鐵塊與圓盤間的動摩擦因數為μ,如圖所示.鐵塊隨圓盤一起勻速轉動,鐵塊距中心O點的距離為r,這時彈簧的拉力大小為F,g取10 m/s2,已知鐵塊受到的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,則圓盤的角速度可能是 (  ).
A.ω≥
B.ω≤
C.<ω<
D.≤ω≤

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示的是雜技演員表演的“水流星”。一根細長繩的一端,系著一個盛了水的容器。以繩的另一端為圓心,使容器在豎直平面內做半徑為R的圓周運動。N為圓周的最高點,M為圓周的最低點。若“水流星”通過最低點時的速度。則下列判斷正確的是(   )
A.“水流星”到最高點時的速度為零
B.“水流星”通過最高點時,有水從容器中流出
C.“水流星”通過最高點時,水對容器底沒有壓力
D.“水流星”通過最高點時,繩對容器有向下的拉力

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

質量為m的小球在半徑為R的光滑豎直圓環內做圓周運動,重力加速度大小為g,不計空氣阻力。下列說法正確的是(     )
A.小球經過最低點的最小速度為
B.小球經過最低點的最小速度為
C.圓環最低點和最高點對小球的壓力大小的差值為2mg
D.圓環最低點和最高點對小球的壓力大小的差值為6mg

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(8分)在豎直平面內有一個光滑的半圓軌道,軌道兩端連線即直徑在豎直方向,軌道半徑為0.9m,一個質量為0.5kg的小球以一定的初速度滾上軌道(取g=10m/s2)。求:

(1)小球在最高點不脫離軌道的最小速率是多少?
(2)小球在最高點速率v=4m/s時,小球對軌道的壓力是多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

有一輛質量為800kg的小汽車駛上圓弧半徑為50m的拱橋。
(1)汽車到達橋頂時速度為5m/s,汽車對橋的壓力是多大?
(2)汽車以多大速度經過橋頂時恰好對橋沒有壓力而騰空?

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