Question

圆周运动的等效最高点与最低点

两个水平放置的带电平行金属板的匀强电场中，一长为l的绝缘细线固定在o点，另一端全着一个质量为m，带有一定电量的小球，小球原来静止，当给小球某一速度后，它可绕o点在竖直平面内做匀速圆周运动，若两板间电压增大为原来的4倍，
求 要使小球从c点开始在竖直平面内做圆周运动，开始至少要给小球多大的速度？

，
求 在运动过程中细线所受的最大拉力
哪位懂得麻烦教教我，我真的很不懂圆周的，谢谢啊！！！

Answer 1

我来给你说说吧：首先你要明白平常我们所说的最低点最高点指的什么呢？没错，那是相对于地面而言的，但是为什么都指向地心呢？因为重力是指向地心的呗，物体要受到重力作用，而且仅受到重力作用，所以我们是根据重力来考虑最高点与最低点的。到这里能看懂吧？ 那好，如果物体不是处于重力场，而是重力与电场的复合场呢？如何确定最低与最高呢？我们就把重力与电场力的合力看做“重力”，这其实就是等效重力，那么根据我们在只有重力场的时候所谓的最高点与最高点的判断，我们同样可以找到复合场的最高点最低点，这就是所说的等效最高点与等效最低点。具体来说怎么找？那好，在只有重力场的时候凭什么说谁高谁低呢？因为重力竖直向下，越靠下越低越靠上越高。同样，在复合场中，我取任意一点（取题目中的o点），在该点处把物块所受重力与电场力合成一条等效重力，等效重力所在直线是不是与物块做圆周运动的圆周有两个交点呢？没错，这两个交点一个是等效最低点，一个是等效最高点，并且等效最低点就是等效重力线箭头所在方向与圆周的交点，另一个就是等效最高点了。 说到这里想必你已经找到了吧，但是还有一个问题，就是找出来这个有什么用呢？呵呵～很简单——类比！！！我们用类比法类比重力场找到了复合场中等效最高最低点，同样可以用相似的方法理解等效最高点最低点的性质。1物块在重力场中最高点速度最小，最低点速度最大。2物块只要能过最高点，一定能做完整圆周运动，能通过最高点即恰好能做完整圆周运动的条件就是重力完全提供向心力3从最高点运动到最低点的过程中重力做正功，反之做负功。。。等等，在复合场中物块也是这样，在等效最高最低点速度最小最大，等效最高点是其临界条件——合力恰好提供向心力；等效重力（合力）做正功做负功……说了这么多，我想，你所说的那道题你已经会做了吧？

补充：
看到这么多童鞋点赞，激发了我再为大家说一些知识的欲望了。其实对于高中电场磁场这一块不要内心产生恐惧，电场完全可以和重力场类比啊，我们从出生到死亡不就一直处于重力场之中么？我们不一直受到重力作用么？那么电场是怎么一回事呢？我们有重量所以要受重力作用，所以对于带电体而言在电场中要受电场力作用，性质差不多的。关于电场力的方向问题就是对于正电荷而言是沿着电场方向，对于负电荷而言逆着电场方向，这难道不很简单么？
圆周运动这一块知识点，核心就是向心力，通过读题找到谁来提供向心力，列出牛顿第二定律就行了呗；还有就是临界条件，过最高点的临界条件就是恰好合外力完全提供向心力；再一个就是圆周运动与能量这一方面相结合。其实也很简单，记住下面几句话：1对某一点分析，列的是牛顿第二定律 2对于一个过程分析，列的是动能定理。 好好琢磨一下
最后祝愿每一位高中生高考顺利！(*^__^*)

Answer 2

• 电压增加4倍之前：设圆周最高点速度为v1，最低点为v0，

最高点时电场力做向心力（此时绳子无张力为临界值）F=v1^2/l ①；1/2m*v0^2-1/2m*v1^2=2F*2l  ②

• 电压增加4倍之后：设圆周最高点速度为V1，最低点为V0（大写区分）

此时电场力F电=4F；同时4F=V1^2/l；由①得V1=2v1；1/2m*V0^2-1/2m*V1^2=2F电*2l；结合②得

V0=2v0；

 结论：速度无论在最低点或最高点，都为原来的两倍。

（注：题目参数不详，无法给出答案）

Answer 3

重力拉力电场力的合力提供向心力，可以将重力和电场力等效成一个等效重力，在等效力的最底点拉力最大，知道这位置再用动能定理。

追问

什么意思啊？？