Question

如圖所示，在一沿水平方向的勻強(qiáng)電場中，用絲線在固定點(diǎn)懸掛一個(gè)質(zhì)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(xiàn)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(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)B處時(shí)絲線上的拉力大小。

  

 

Answer 1

【答案】

【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(yùn)動(dòng)，而沿直線AC運(yùn)動(dòng)，

設(shè)絲線的長為L,小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的速度為v_c，由動(dòng)能定理有：

   ………………①………………3分

小球在C點(diǎn)：     ……………… ② …………… 3分

小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度為v_B,從C運(yùn)動(dòng)到B過程中，由動(dòng)能定理有：

………………③…………3分

由題意知：             ……………… ④………………2分

小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，絲線得拉力為F，由牛頓第二定律得：

                    ………………⑤…………3分

有①②③④⑤得：   ……………⑥……… 2分