Question

如右图所示，两块相距为d、足够长的金属板平行竖直放置，长为L的绝缘细线一端拴质量为m的带电小球，另一端固定在左板上某点。小球静止时，细线与竖直方向的夹角为，如果将细线剪断，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：⑴小球静止时，受三力：电场力、重力、线的拉力，如图所示。

由平衡条件可以判定，和重力、电场力的合力是一对平衡力。

    剪断线后，线的拉力立即消失，小球受重力、电场力的合力仍为恒力，方向沿线原来方向(即与板成θ角)，所以小球将沿线向右下方做初速度为零的匀加速直线运动，直至打到右侧金属板上。   ……………………………………1分

⑵由图可知，

   ……………………………①1分

根据牛顿第二定律有：

    ……………………②2分

打到金属板上前，小球的位移为;

   …………………………③2分

由运动公式有:

    ……………………………④1分

②③④联立解得：

  ……………⑤2分