问题
问答题
(附加题) 长为L的细线一端固定一个带正电小球,另一端固定在O点,且处在一匀强电场中,小球受到的电场力等于其重力的
倍.当电场的取向合适时,可使小球在与水平方向成30°角的倾斜平面内做圆周运动,求此圆周运动的最大速度以及此时电场的方向.3

答案
如图所示,小球在30°倾斜平面内作圆周运动时一定有:
mgcosθ=mgcos30°3
得θ=60°,因此电场力必沿水平向左方向,又因小球带正电,故电场方向也沿水平向左方向.
当速度最小时有:mgsin30°+
mgsinθ=m3
,v 2min L
得 vmin=
,2gL
速度由最小到最大得过程中,由动能定理得:
(mgsin30°+
mgsinθ)×2L=3
m1 2
-v 2max
m1 2 v 2min
所以,vmax=10gL
答:此圆周运动的最大速度为
.此时电场的方向为水平向左.10gL