Question

【題目】如圖所示，輕質絕緣細線的上端固定在天花板上，下端拴著一個質量為m的帶電小球，細線長為L，當空間中加上一個水平向右的勻強電場時，小球由靜止開始從A點向左邊擺動，經過B點之后到達最高點C。小球經過B點時，細線與豎直方向夾角為37°角，到達C點時，細線與豎直方向成74°角，sin37°=0.6,cos37°=0.8,當地重力加速度為g，求：

(1)小球經過B點時，細線的拉力是多少？

(2)若保持電場強度的大小不變，將其方向變為豎直向下，讓小球從B點由靜止釋放，小球經過A點時，細線的拉力是多少？

Answer 1

【答案】(1)(2)

【解析】

(1)將小球受到的電場力和重力的合力看成等效重力，由幾何關系可知，A、C兩點關于B點對稱，所以B點是等效最低點，此時細線與等效重力共線。由平行四邊形定則得

小球從A點運動到B點時，由動能定理得

小球處在B點時，由牛頓第二定律得

聯立以上各式得

(2)當電場強度的方向變成豎直向下以后，小球受到的電場力方向為豎直向上，小球從B點運動到A點時，由動能定理得

小球處在A點時，由牛頓第二定律得

聯立各式解得

答：(1)(2)