物理难题啊,电场的,帮帮忙啊!!

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/01 02:17:35
一条长为 L 的绝缘线上端固定,下端栓质量为 m 的带电小球,将它置于一个水平方向向右,大小为 E 的匀强电场中。已知细线向右偏到和竖直方向成 a 角时,小球静止平衡。若将小球向右拉到细线和竖直夹角由 a 角增大到 b 角时,将小球静止释放,则 b 角应为多大才能使小球达到悬线竖直位置时速度恰好为 零 ??(电场方向水平向右,答案为2a ,为什么啊?????)

可以采用最常规的计算方法,利用动能定理。

在角度为a时,小球受力平衡,可以解出:qE=mg*sina/cosa。
当角度为b时,由静止释放,初动能为零,小球在下摆过程中只受到重力(作正功)和静电力(作负功)的作用。当摆至竖直位置时,末动能为零。于是,动能增量为零,在整个过程中重力做的功应与静电力做的功大小相等,即
mgL(1-cosb)=qELsinb
将qE=mg*sina/cosa代入上式,可得
cosa=cos(b-a)
于是,b-a=a,b=2a

这个模型可以等价成一个单摆,就是线上物体不受扰动时受重力作用静止并竖直向下,当受到扰动时会来回摆动,在最高点的时候速度是0
这个题的话,你可以等效成一个重力加速度g'方向为倾斜的并且倾角为a的单摆,角成a时是平衡位置,b为最高点,和它对称的另一个最高点是竖直位置的时候,然后用机械能守恒定理求解.
一句话,你歪着脑袋看它
注意g'=g/cos(a),重力和电场力的合加速度.

这是一个等效重力的问题,将重力和电场力的合力等效成重力!也就是说“重力”的方向为小球静止时绳子的方向!当你把绳子拉成b角度时,就和等效重力方向成b-a度角!要使绳子达竖直时小球速度为零,很显然b等于2a!

很简单,秋千见过吧.当荡秋千时,起点是多高,那么摆到对面也是多高(理想状态).你可以换一种思维来看这个题.小球静止时的哪个位置就相当于秋千摆动的最低点.所以你拉开小球多少角度,小球摆到对面也是多少角度.听明白了吧.