兩個質(zhì)量均為3×10-3kg的金屬小球,用等長的絲線懸掛在同一點上,它們帶上等量同種電荷后相互推斥.懸線長為0.5m,當它們之間的距離為0.6m時,兩球恰好靜止.已知靜電力恒量為k=9.0×109N?m2/c2,求:(1)每一個小球所帶的電荷量;(2)懸線對小球拉力的大。
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(1)設(shè)小球在水平方向受到庫侖力的大小為F,
F
mg
=tanθ=
3
4

則有,F(xiàn)=mgtanθ
根據(jù)庫侖定律得:F=k
Q2
r2

∵r=2Lsinθ
Q=2L sinθ
mgtanθ
k

解得:Q=9.5×10-7C
(2)對小球進行受力分析,如圖所示.
設(shè)繩子對小球的拉力為T,
根據(jù)平衡條件得:
mg
T
=cosθ,
T=
mg
cosθ

代入數(shù)據(jù),解得:T=3.75×10-2N,
答:(1)小球所帶的電荷量是9.5×10-7C;
(2)小球所受拉力的大小是3.75×10-2N.
練習(xí)冊系列答案
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(2011?遵義縣二模)如圖,半徑R=0.8m的四分之一光滑圓弧軌道位于豎直平面內(nèi),與長CD=2.0m的絕緣水平面平滑連接,水平面右側(cè)空間存在互相垂直的勻強電場和勻強磁場,電場強度E=40
N
C
,方向豎直向上,磁場的磁感應(yīng)強度B=1.0T,方向垂直紙面向外.兩個質(zhì)量均為m=2.0×10-6kg的小球a和b,a球不帶電,b球帶q=1.0×10-6C的正電并靜止于水平面右邊緣處.將a球從圓弧軌道項端由靜止釋放,運動到D點與b球發(fā)生正碰,碰撞時間極短,碰后兩球粘合在一起飛入復(fù)合場中,最后落在地面上的P點,已知小球a在水平面上運動時所受的摩擦阻力f=0.1mg,PN=
3
ND,取g=10m/s2.a(chǎn)、b均可作為質(zhì)點.求
(1)小球a與b相碰后瞬間速度的大小v;
(2)水平面離地面的高度h;
(3)從小球a開始釋放到落地前瞬間的整個運動過程中,ab系統(tǒng)損失的機械能△E.

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如圖,水平地面上有一轉(zhuǎn)臺,高h=10米,由半徑為R=1米和r=0.5米的兩個半圓柱拼合而成,可繞其中心軸轉(zhuǎn)動,平臺邊緣上放有兩個質(zhì)量均為m=0.1kg的物體,可視為質(zhì)點,由一根長為1.5m的細線連接在一起,且細線過轉(zhuǎn)臺的圓心,A、B兩物體與平臺接觸面的動摩擦系數(shù)均為μ=0.2,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.現(xiàn)在使轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動的角速度緩慢地增大,g=10精英家教網(wǎng)m/s2,求:
(1)在繩子無張力時,ω的最大值為多少?
(2)在A、B兩個物體不滑動時,ω的最大值又為多少?
(3)接第2小題,當ω取最大值時,繩子突然斷裂,A、B兩個物體將同時離開轉(zhuǎn)臺,當兩個物體同時第一次著地時,其著地點距離是多少?(結(jié)果帶上根號)

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