Question

如圖所示，在一沿水平方向的勻強電場中，用絲線在固定點懸掛一個質量為m的小球，使小球帶正電，電量正好使小球的重力為小球所受電場力的倍，現拉開小球至絲線正好水平伸直的A位置后自由釋放。求小球運動到最低點B處時絲線上的拉力大小。

  

Answer 1

解析:

由小球帶正電，其電量正好使小球的重力為小球所受電場力的倍，可知小球所受合力與繩子的夾角為銳角，又因其合力為恒定，初速度為零，所以小球從A到C不沿弧線AC運動，而沿直線AC運動，

設絲線的長為L,小球運動到C點的速度為v_c，由動能定理有：

   ………………①………………3分

小球在C點：     ……………… ② …………… 3分

小球運動到B點時的速度為v_B,從C運動到B過程中，由動能定理有：

………………③…………3分

由題意知：             ……………… ④………………2分

小球運動到B點時，絲線得拉力為F，由牛頓第二定律得：

                    ………………⑤…………3分

有①②③④⑤得：   ……………⑥……… 2分