问题
计算题
(15分)如图所示,一个质量为m=1.2×10-3kg的小球带电荷量为q=3.0×10-5C的正电,用长度L=1.0m的细线悬挂于固定点O上,此装置置于水平向右的匀强电场中,场强的大小E=3.0×102N/C,现将带电小球拉至O点右侧,使悬线伸直并保持水平,然后由静止释放小球。(g取10m/s2)
(1)求小球运动到最低点时的动能?
(2)求小球运动到最低点时绳的拉力为多大?
答案
(1)3×10-4(J)(2)1.8×10-2(N)
根据动能定理:释放点作为初位置,最低点作为末位置,小球在运动的过程中有两个力做功(电场力及重力)
(1)WG+W重=EK末-EK初 (4分)
mgL-qEL= EK末-0
Ek末= (mg-qE)L
= (1.2×10-3N-0.9×10-3N)×1m
=3×10-4(J) (4分)
(2)在最低点对小球受力分析
Eh=1×10-3 (3分)
=1.8×10-2(N)