题目内容
【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.
【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.
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