一道关于高中电场的物理题用长为L的丝线悬挂质量为m,带电量为+q的点电荷,放入水平向右的电场中,场强大小E为 √3mg/3q（是根号3再乘以mg）,今将小球拉至水平方向的A（A为将绳拉至最左边的点）后,由静止释放.求：(1)绳绷紧前瞬间小球的速度.（2）小球运动到最低点B处（B为竖直方向的最低点）的速度大小.（3）若小球运动到最低点B处时,绳突然断开,同时将电场等大反向,求小球在以后的运动过程中的最小动能.
2019-06-26
一道关于高中电场的物理题
用长为L的丝线悬挂质量为m,带电量为+q的点电荷,放入水平向右的电场中,场强大小E为 √3mg/3q（是根号3再乘以mg）,今将小球拉至水平方向的A（A为将绳拉至最左边的点）后,由静止释放.求：
(1)绳绷紧前瞬间小球的速度.
（2）小球运动到最低点B处（B为竖直方向的最低点）的速度大小.
（3）若小球运动到最低点B处时,绳突然断开,同时将电场等大反向,求小球在以后的运动过程中的最小动能.
优质解答
1) 小球在绳子绷紧前受力分析可知所受合力为√((mg)²+(√3mg/3)²)=2√3/3 mg,a=2√3/3 m/s²,方向与竖直方向成30°,当绳子绷紧时,长度为L,小球运动方向和水平面成60°角,所以运动了l距离后绳子绷紧,v²=2aL,v=√(4√3 *L/3),方向与竖直成30°
2）绳子对小球不做功,由动能定理知mgL+√3mgL/3=0.5mv²,v=√((√3/3 + 1)*2gL)
3) 在以后运动过程中,小球受到的合力为2√3/3 mg,方向与竖直成30°,向左,当合力与小球速度方向垂直时,小球动能最小,此时VB-V水平=√V竖直,
V竖直 =√3 V水平,V水平=VB/4,V竖直=√3 VB/4,E=0.5m((VB-V水平)²+V竖直 ²)=3/4 *(mgL+√3mgL/3)
1) 小球在绳子绷紧前受力分析可知所受合力为√((mg)²+(√3mg/3)²)=2√3/3 mg,a=2√3/3 m/s²,方向与竖直方向成30°,当绳子绷紧时,长度为L,小球运动方向和水平面成60°角,所以运动了l距离后绳子绷紧,v²=2aL,v=√(4√3 *L/3),方向与竖直成30°
2）绳子对小球不做功,由动能定理知mgL+√3mgL/3=0.5mv²,v=√((√3/3 + 1)*2gL)
3) 在以后运动过程中,小球受到的合力为2√3/3 mg,方向与竖直成30°,向左,当合力与小球速度方向垂直时,小球动能最小,此时VB-V水平=√V竖直,
V竖直 =√3 V水平,V水平=VB/4,V竖直=√3 VB/4,E=0.5m((VB-V水平)²+V竖直 ²)=3/4 *(mgL+√3mgL/3)