Question

【题目】如图所示，质量为m的带电小球用长为L的绝缘细线(不可伸长)悬挂于O点，并处在场强为E、水平向左的匀强电场中，球静止时丝线与竖直方向的夹角为θ=37°(sin37°=0.6，重力加速度为g)，则：

(1)小球带何种电荷，电量q是多少？

(2)现将小球拉至虚线所示位置(细线水平拉直，与O点相同高度)后从静止开始释放，求小球摆动到最低点时速度v的大小和细线所受拉力T的大小．

(3)如果小球摆动到最低点时，将细绳剪断，最后小球竖直落地，求下落高度h(电场充满整个空间)

Answer 1

【答案】(1)小球带正电荷， (2)　 (3)

【解析】

(1)小球静止，受三个力：重力mg，水平向左电场力F=qE，绳子拉FT

可知：小球带正电，由平衡条件得：

qE=mgtan37°

得：

(2)小球从水平位置摆动到最低点的过程中，由动能定理有：

得：

小球在最低点，由动力学规律有：

得：

(3)小球竖直落地瞬间，水平方向上的速度为0，水平加速度大小为：

则空中运动时间：

竖直方向上自由落体：