题目内容
如图所示，一质量为m、带电量为q的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，静止时悬线向左与竖直方向成θ角，重力加速度为g．（1）判断小球带何种电荷．
（2）求电场强度E．
（3）若在某时刻将细线突然剪断，求经过t时间小球的速度v．
分析：（1）小球受到的电场力向左，与场强方向相反，故带负电荷；
（2）对小球受力分析，然后根据共点力平衡条件列式求解出电场力，得到电场强度；
（3）剪短细线后，小球受到重力和电场力，合力恒定，故做初速度为零的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律求出加速度后，再运用速度时间公式求解．
（2）对小球受力分析，然后根据共点力平衡条件列式求解出电场力，得到电场强度；
（3）剪短细线后，小球受到重力和电场力，合力恒定，故做初速度为零的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律求出加速度后，再运用速度时间公式求解．
解答：解：（1）小球受到的电场力向左，与场强方向相反；
故小球带负电荷．
（2）对小球受力分析，受重力、电场力和拉力，如图
根据共点力平衡条件，有
qE=mgtanθ
故
T=
E=
即电场强度E为
．
（3）剪短细线后，小球受到重力和电场力，合力恒定，故做初速度为零的匀加速直线运动；
根据牛顿第二定律，有
F合=ma ①
由于三力平衡中，任意两个力的合力与第三力等值、反向、共线，故
F合=T=
②
根据速度时间公式，有
v=at ③
由①②③解得
v=
即经过t时间小球的速度v为
．
故小球带负电荷．
（2）对小球受力分析，受重力、电场力和拉力，如图
根据共点力平衡条件，有
qE=mgtanθ
故
T=
| mg |
| cosθ |
E=
| mgtanθ |
| q |
即电场强度E为
| mgtanθ |
| q |
（3）剪短细线后，小球受到重力和电场力，合力恒定，故做初速度为零的匀加速直线运动；
根据牛顿第二定律，有
F合=ma ①
由于三力平衡中，任意两个力的合力与第三力等值、反向、共线，故
F合=T=
| mg |
| cosθ |
根据速度时间公式，有
v=at ③
由①②③解得
v=
| gt |
| cosθ |
即经过t时间小球的速度v为
| gt |
| cosθ |
点评：本题关键是对小球受力分析，然后根据共点力平衡条件列式求解出各个力，最后根据牛顿第二定律求加速度，由速度时间公式求末速度．
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