Question

如图，两块相距为d，足够长的金属平行板竖直放置，两板间的电压为U，长为L的细绝缘丝线一端拴质量m的带电小球，另一端固定在左板上某点，小球静止时绝缘线与竖直方向的夹角为。如突然将丝线剪断，问：
  （1）小球将如何运动？（2）小球经多长时间打到金属板上？

Answer 1

解：（1）绳子未断时，小球处于平衡状态，受力分析得绳中张力T=mg/cosθ 电场力F_电=mgtgθ当绳子剪断后，小球所受的合外力为F_合=T=mg/cosθ所以小球开始做初速度为零加速度为a=g/cosθ的匀加速直线运动，方向沿原绳子方向。（4分）（2）因为合运动与分运动具有等时性， 水平方向的加速度a_x=gtgθ，由运动学公式d―Lsinθ=gtgθt²/2解得t=√2（d―Lsinθ）/gtgθ（5分）