Question

【題目】一根長(zhǎng)為L的絲線一端固定在天花板上，另一端吊著一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球靜止在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，如圖所示，絲線與豎直方向成37°角．天花板距離地面高度為2L ． （重力加速度為g ， sin37°=0.6），求：
（1）小球的電性及勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大�。�
（2）若剪斷絲線，小球?qū)⒆魇裁催\(yùn)動(dòng)？并求出小球從剪斷絲線開始到到達(dá)地面經(jīng)過的時(shí)間t ．

Answer 1

【答案】
（1）

小球靜止在電場(chǎng)中受力如圖所示：

顯然小球帶正電，由平衡條件得：

mgtan37°=qE

故E= ．小球帶正電．

（2）

絲線剪斷后，小球由靜止沿絲線的反方向作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，可把此運(yùn)動(dòng)分解為水平方向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)：研究豎直自由落體運(yùn)動(dòng)；剪斷絲線后，小球受到重力、電場(chǎng)力作用，小球?qū)⒀貎蓚�(gè)力的合力方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．有：F合=

根據(jù)牛頓第二定律得：F合=ma

則有：a= g

又有： = at2

得：t=

【解析】（1）小球靜止在電場(chǎng)中受力如圖所示：

顯然小球帶正電，由平衡條件得：
mgtan37°=qE
故E= ．小球帶正電．（2）絲線剪斷后，小球由靜止沿絲線的反方向作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，可把此運(yùn)動(dòng)分解為水平方向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)：研究豎直自由落體運(yùn)動(dòng)；剪斷絲線后，小球受到重力、電場(chǎng)力作用，小球?qū)⒀貎蓚�(gè)力的合力方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．有：F合=
根據(jù)牛頓第二定律得：F合=ma
則有：a= g
又有： = at2
得：t=
答：（1）小球帶正電及勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小 ；（2）若剪斷絲線，小球?qū)�將沿兩個(gè)力的合力方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，小球從剪斷絲線開始到到達(dá)地面經(jīng)過的時(shí)間 ．