如圖所示,水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)為E,有一絕緣輕細(xì)桿長(zhǎng)為l,一端可繞O點(diǎn)在豎直面內(nèi)無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng),另一端粘有一帶正電荷的小球,電量為q,質(zhì)量為m,將小球拉成與O點(diǎn)等高的A點(diǎn)后自由釋放,求小球到達(dá)最低點(diǎn)B時(shí)絕緣桿給小球的力。
解析考點(diǎn):動(dòng)能定理的應(yīng)用;牛頓第二定律;向心力;電勢(shì)能.
分析:帶正電小球由靜止從A點(diǎn)釋放,當(dāng)擺到勻強(qiáng)電場(chǎng)最低點(diǎn)B,則在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電勢(shì)能變化就等于電場(chǎng)力做功,而由動(dòng)能定理可求出小球在B點(diǎn)的速度大小,從而運(yùn)用牛頓第二定律可算出小球到達(dá)最低點(diǎn)B時(shí)絕緣桿給小球的力.
解: 從A到B,由動(dòng)能定理得:
MgL+qEL=
在B點(diǎn)牛頓第二定律F-mg=
解得小球到達(dá)最低點(diǎn)B時(shí)絕緣桿給小球的力:T=3mg+2qE
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