如图所示,用绝缘细绳系带正电小球在竖直平面内运动,已知绳长为L,重力加速度g,小球半径不计,质量为m,电荷q.不加电场时
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解题思路:(1)不加电场时,在最低点,绳子的拉力和重力的合力通过向心力,根据向心力公式求解即可;

(2)如果绳出现松弛,则小球不能通过最高点,也不可以低于O水平面,根据动能定理结合向心力公式求解E的范围.

(1)由题意,不加电场时,在最低点有:Ft=9mg.

设此时速度v1.且 Ft−mg=m

v12

L

解得:v1=

8gL

(2)如果绳出现松弛,则小球不能通过最高点,

由动能定理得:mg•2L+Eq2L=

1

2mv12−

1

2mv22

且Eq+mg=m

v22

L

则E=[3mg/5q]

也不可以低于O水平面,

mgL+EqL=

mv12

2,则E=[3mg/q],

所以电场强度可能的大小范围为[3mg/q≥E≥

3mg

5q]

答:(1)小球在最低点时的速度大小为

8gL;

(2)电场强度可能的大小范围为[3mg/q≥E≥

3mg

5q].

点评:

本题考点: 动能定理;向心力.

考点点评: 本题主要考查了向心力公式、动能定理的直接应用,知道如果绳出现松弛,则小球不能通过最高点,也不可以低于O水平面,难度适中.