Question

一帶正電的小球，系于長為l的不可伸長的輕線一端，線的另一端固定在O點，它們處在勻強電場中，電場的方向水平向右，場強的大小為E.已知電場對小球的作用力的大小等于小球的重力.現先把小球拉到圖3-1-6中的P₁處，使輕線拉直，并與場強方向平行，然后由靜止釋放小球.已知小球在經過最低點的瞬間，因受線的拉力作用，其速度的豎直分量突變為零，水平分量沒有變化，則小球到達與P₁點等高的P₂點時速度的大小為（    ）

圖3-1-5

A.               B.           C.2               D.0

Answer 1

解析：小球釋放后至輕線被拉緊前受水平向右的大小等于重力的電場力和向下的重力作用,其合力大小F= mg,方向與水平方向成45°角向右下方,小球釋放后即沿該方向做勻加速直線運動,直至運動到最低點輕線被拉直.由于輕線的拉力作用,小球運動到最低點的瞬間,豎直方向速度突變為零,只有水平方向速度v_x=.

    從最低點到P₂點,小球將沿半徑為l的圓周運動,只有重力和電場力做功.由動能定理得:

-mgl+qEl=mv₂²-mv_x²

又mg=qE,解得v₂=v_x=,即B正確.

答案：B