Question

【題目】在豎直平面內(nèi)有一范圍足夠大且斜向右上方的勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向與水平方向成角。在電場(chǎng)中有一質(zhì)量為m，帶電荷量為q的帶電小球，用長(zhǎng)為L不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線懸掛于固定軸O上，小球可以在與O點(diǎn)等高的M電處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示，現(xiàn)用外力將小球拉到最低點(diǎn)P，然后無(wú)初速度釋放，重力加速度為g，求：

(1)小球運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)時(shí)繩的拉力大小；

(2)小球運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)時(shí)，若細(xì)線突然斷開(kāi)，再經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間小球速度方向與電場(chǎng)方向相同.

Answer 1

【答案】(1)(2)

【解析】

(1)在M點(diǎn)靜止可知電場(chǎng)力與重力的合力方向水平設(shè)電場(chǎng)力和重力合力為F合

，

則：

對(duì)小球由P到M有動(dòng)能定理：

，

在M點(diǎn)由牛頓運(yùn)動(dòng)定律：

，

得：

，

(2)繩子斷后將運(yùn)動(dòng)分為沿電場(chǎng)方向?yàn)?/span>x軸垂直電場(chǎng)方向?yàn)?/span>y軸，則只要y方向的速度減為零，則速度方向沿電場(chǎng)方向：

，

得

答：(1)小球運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)時(shí)繩的拉力；

(2)小球運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)時(shí)，若細(xì)線突然斷開(kāi)，再經(jīng)過(guò)小球速度方向與電場(chǎng)方向相同.