Question

如圖所示，O點(diǎn)固定，絕緣輕細(xì)桿長(zhǎng)l，A端粘有一帶正電荷的小球，電量為q，質(zhì)量為m，水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E，將小球拉成水平后自由釋放，求：
（1）小球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能；
（2）在最低點(diǎn)時(shí)絕緣桿給小球的力．

Answer 1

分析：對(duì)小球A到B的過程運(yùn)用動(dòng)能定理，求出小球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能，在最低點(diǎn)，根據(jù)徑向的合力提供向心力求出絕緣桿對(duì)小球的作用力．

解答：解：以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，從A到B過程中，由動(dòng)能定理得：
mgl+Eql=

1

2

mv_B²-0          ①
則在最低點(diǎn)的動(dòng)能E_kB=mgl+qEl．
當(dāng)小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，對(duì)小球受力分析，則在豎直方向上：T-mg=m

vB2

l

        ②
由①②式解得T=3mg+2Eq．
答：（1）小球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為mgl+qEl．
（2）在最低點(diǎn)時(shí)絕緣桿給小球的力為3mg+2Eq．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵知道徑向的合力提供圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，結(jié)合動(dòng)能定理和牛頓第二定律進(jìn)行求解．