【題目】如圖所示,在豎直平面內(nèi),用長為L的絕緣輕繩將質(zhì)量為m、帶電量為+q、的小球懸于O點,整個裝置處在水平向右的勻強電場中。初始時刻小球靜止在P點。細繩與場強方向成角。今用絕緣錘子沿豎直平面、垂直于OP方向打擊一下小球,之后迅速撤離錘子,當小球回到P處時,再次用錘子沿同一方向打擊小球,兩次打擊后小球恰好到達Q點,且小球總沿圓弧運動,打擊的時間極短,小球電荷量不損失。錘子第一次對小球做功為W1,第二次對球做功為W2。

1)求勻強電場的場強大小E;

2)若的值達到最大,分別求;

3的值最大時,求第一、二次小球被打擊后瞬間細繩的拉力大小F1、F2

【答案】12;

3,

【解析】試題分析:(1)小球在P點處于靜止時有

解得:

2)等效重力G為重力mg與電場力qE的合力,方向沿OP方向,

為使W1W2最大,須使W1最大,W2最小,但細繩不能松弛,所以錘子第一次打擊小球后,恰好能使細繩轉(zhuǎn)過900,這種情況下錘子對小球做功為W1,根據(jù)動能定理有:W1-GL=0,解得

錘子第二次對小球做功使小球從P點運動到Q點,在Q點,小球的等效重力G剛好提供向心力,這種情況下錘子第二次對小球做功為W2.在Q點,,解得:

根據(jù)動能定理有:

解得:

3)錘子第一次打擊小球過程,根據(jù)動能定理:,解得

錘子第一次打擊小球后瞬間,

錘子第二次打擊小球后瞬間,

解得:,

練習冊系列答案
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A、B操作時可能出現(xiàn)的情況是:

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A. 衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率

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