Question

【题目】在竖直平面内有一范围足够大且斜向右上方的匀强电场，方向与水平方向成角。在电场中有一质量为m，带电荷量为q的带电小球，用长为L不可伸长的绝缘细线悬挂于固定轴O上，小球可以在与O点等高的M电处于静止状态，如图所示，现用外力将小球拉到最低点P，然后无初速度释放，重力加速度为g，求：

(1)小球运动到M点时绳的拉力大小；

(2)小球运动到M点时，若细线突然断开，再经过多长时间小球速度方向与电场方向相同.

Answer 1

【答案】(1)(2)

【解析】

(1)在M点静止可知电场力与重力的合力方向水平设电场力和重力合力为F合

，

则：

对小球由P到M有动能定理：

，

在M点由牛顿运动定律：

，

得：

，

(2)绳子断后将运动分为沿电场方向为x轴垂直电场方向为y轴，则只要y方向的速度减为零，则速度方向沿电场方向：

，

得

答：(1)小球运动到M点时绳的拉力；

(2)小球运动到M点时，若细线突然断开，再经过小球速度方向与电场方向相同.