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质量为 m 的小球带+q 电荷,由长为 L 的绝缘绳系住,在水平向右,场强为E的匀强电场中最初静止于A点,如图所示,已知θ=60°,为了让小球在竖直平面内做完整的圆周运动,问在A点至少给小球的初速度为多少( )

A.
B.
C.
D.
【答案】分析:确定出小球运动的等效最高点,抓住临界情况,即绳子的拉力为零,根据牛顿第二定律求出最小的速度.
解答:解:小球做圆周运动的等效最高点与A点关于圆心对称.当小球的速度在等效最高点最小时,绳子的拉力为零,此时的合力F=2mg
根据牛顿第二定律得:2mg=m 则:v=
从等效最高点到等效最低点,由动能定理可得:2mg
解得:,故D正确,ABC错误;
故选:D
点评:小球在竖直平内恰好做完整的圆周运动中的最小速度为,并巧用等效思维.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

质量为m的小球带电量为+q,由长为l的绝缘绳系住,在竖直向上场强为E的匀强电场中,为使小球在竖直平面内做完整的圆周运动,则在小球运动的过程中(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:

质量为 m 的小球带+q 电荷,由长为 L 的绝缘绳系住,在水平向右,场强为E的匀强电场中最初静止于A点,如图所示,已知θ=60°,为了让小球在竖直平面内做完整的圆周运动,问在A点至少给小球的初速度为多少(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网质量为m的小球带+q电荷,由长为L的绝缘绳系住,在水平向右的匀强电场中最初静止于A点,如图所示,已知θ=60°,为了让小球在竖直平内做完整的圆周运动(计算结果可以带根号),问:
(1)场强E的大小.
(2)小球在竖直平内恰好做完整的圆周运动中的最小速度.
(3)为了让小球在竖直平内做完整的圆周运动,则在A点给小球的初速度范围为多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,匀强电场方向与水平线间夹角θ=30°,斜向右上方,电场强度为E,质量为m的小球带负电,以初速度v0开始运动,初速度方向与电场方向一致.
(1)若小球的带电量为q=mg/E,为使小球能做匀速直线运动,应对小球施加的恒力F1的大小和方向如何?
  (2)若小球的带电量为q=2mg/E,为使小球能做直线运动,应对小球施加的最小恒力F2的大小和方向如何?

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图8-3-15所示,匀强电场方向与水平线间夹角θ=30°,斜向右上方,电场强度为E,质量为m的小球带负电,以初速度v0开始运动,初速度方向与电场方向一致.

图8-3-15

(1)若小球的带电荷量为q,为使小球能做匀速直线运动,应对小球施加的恒力F1的大小和方向如何?

(2)若小球的带电荷量为q=,为使小球能做直线运动,应对小球施加的最小恒力F2的大小和方向如何?

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