Question

（09年臺州市期末）（11分）如圖所示，質量為m=1.00的帶電小球用長為l=1.00m的絕緣細線懸掛于豎直向上的勻強電場中的O點，O點距水平地面的高度為h=2.05m，小球靜止時細線拉力為。若保持勻強電場的大小不變，而將方向緩慢轉向水平向右，當小球再次靜止時，求：

（1）細線與豎直方向的夾角？

（2）若將細線燒斷，請說出小球到達地面前的運動軌跡，并求出燒斷細線后小球到達地面的時間？（假設地面上方的勻強電場范圍足夠大）

Answer 1

解析：（1）由題意得：電場力 ……①                      (1分)

 

當小球再次達到平衡時，細線與豎直方向的夾角θ為： ……②   (2分)

 

   解①②得：θ=37^o                                                                 (1分)

 

（2）燒斷細線時，小球在重力和水平方向的電場力作用下從靜止開始運動，所以運動軌跡為傾斜的直線。（只要說明是直線都得分）                      (2分)

 

         由運動的獨立性可知，小球從燒斷細線到到達地面所用的時間為：

 

           ……③                                            (1分)

 

          ……④                                         (1分)

 

解③④得：                                           (1分)