Question

5．如圖所示，一帶負電小球質量m=0.4kg，用長度L=1m絕緣細線懸掛在水平向右的勻強電場中，靜止時懸線與豎直方向成θ角，且θ=37°，已知sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，重力加速度g取10m/s²．
（1）求小球所受的電場力的大小F．
（2）若僅將電場強度大小突然減小為原來的$\frac{1}{3}$，求小球擺到最低點時的速度大小．

Answer 1

分析 （1）受力分析，由物體的平衡條件，列式求解
（2）根據動能定理對運動過程列式求解．

解答 解：（1）小球靜止時，根據平衡條件可得：
F=mgtanθ=0.4×10×tan37°=3N
（2）根據動能定理可得：
$mgL（1-cosθ）-\frac{1}{3}FLsinθ=\frac{1}{2}m{v}^{2}$
$0.4×10×1×（1-cos37°）-\frac{1}{3}×3×1×sin37°=\frac{1}{2}×0.4{v}^{2}$
解得：v=1m/s
答：（1）小球所受的電場力的大小為3N．
（2）小球擺到最低點時的速度大小為1m/s．

點評 考查物體的平衡和動能定理．注意受力分析，用動能定理解題，注意每個力的做功情況．