Question

【題目】如圖所示，用長為L的絲線懸掛質量為m，帶電量為+q的小球，放入水平向右的勻強電場中，場強大小為E =，今將小球拉至水平方向的A點后，由靜止釋放．

（1）求小球由靜止運動到絲線剛伸直時的速度大小．

（2）小球運動到最低點B點時對絲線的拉力。

（3）若小球運動至最低B處時，繩突然斷開，同時將電場等大反向，求小球在以后的運動過程中的最小動能．

Answer 1

【答案】（1）（2）豎直向下（3）

【解析】試題分析：（1）由題意知：小球受水平向右的電場力qE和重力mg的作用，使物體沿合力的方向做勻加速直線運動到C點，如圖1所示．由幾何知識得LAC=L，由動能定理可得：

，解得

（2）由于繩子給小球一沖量使小球沿繩方向的速度減為零．

沿切線方向的速度為．

此后小球C點到B點的過程中，繩子對小球不做功，電場和重力均對小球做正功，則有：

解得：由T-mg=mv2/L 得豎直向下。

（2）繩斷后，電場反向，則重力和電場力的合力對小球先做負功后做正功， 則小球動能減少最多處，其功能才最小．合力對小球所做的負功最大處沿合力的反方向的速度減為零，只有沿合力垂直方向的速度（如圖2所示），則：

其最小動能為