Question

【題目】如圖所示，長為L的輕質細繩上端固定在O點，下端連接一個質量為m的可視為質點的帶電小球，小球靜止在水平向左的勻強電場中的A點，繩與豎直方向的夾角θ=37°。此勻強電場的空間足夠大，且場強為E。取sin37°=0.6，cos37°=0.8，不計空氣阻力。

(1)請判斷小球的電性，并求出所帶電荷量的大小q；

(2)如將小球拉到O點正右方C點（OC=L）后靜止釋放，求小球運動到最低點時所受細繩拉力的大小F；

(3)O點正下方B點固定著鋒利刀片，小球運動到最低點時細繩突然斷了。求小球從細繩斷開到再次運動到O點正下方的過程中重力對小球所做的功W。

Answer 1

【答案】(1)小球帶負電，；(2)；(3)

【解析】

(1)因為電場線水平向左，小球帶負電

Eq=mgtan

化簡

(2)由動能定理得

在B點受力分析得

聯立得

(3)在斷開瞬間由上式得

小球水平方向先減速到0在方向加速，在水平方向

求小球從細繩斷開到再次運動到O點正下方的時間

豎直方向自由落體運動

重力對小球所做的功