(2010?德阳一模)如图所示,一质量为m、电荷量为+q的带电小球,用一长为l绝缘细线悬挂于O点,处于静止状

2025-05-12 05:51:02
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回答(1):

(1)刚加上电场的瞬间,
根据牛顿第二定律有Eq=ma
解得:a=

Eq
m
3
3
g≈5.8m/s2
(2)设小球向右摆动过程中,摆线与竖直方向的最大角度为θ,
根据动能定理有Eqlsinθ-mgl(1-cosθ)=0-0
解得     θ=60°                               
(3)设小球向右摆动过程中,摆线与竖直方向的夹角为α时,小球的动能最大,为Ekm
根据动能定理有Eqlsinα-mgl(1-cosα)=Ekm-0
所以    
3
3
sinα?cosα=
EKm
mgl
+1

设y=
3
3
sinα?cosα
,则y=
4
3
(
1
2
sinα+
3
2
cosα)=
2
3
3
sin(α+60°)

当α=30°时,ymax=
2
3
3

所以     Ekm
2
3
?3
3
mgl

答:(1)刚加上电场的瞬间,小球加速度的大小5.8m/s2
(2)小球向右摆动过程中,摆线与竖直方向的最大角度60°;
(3)小球向右摆动过程中,小球的最大动能 Ekm
2
3
?3
3
mgl