Question

用L=30cm的細(xì)線將質(zhì)量為m=4×10^-3㎏的帶電小球P懸掛在O點(diǎn)下，當(dāng)空中有方向水平向右，大小為E=1×10⁴N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，小球偏離豎直方向37°角后處于靜止?fàn)顟B(tài)．（g=10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8）
（1）分析小球的帶電性質(zhì)？
（2）求小球的帶電量？
（3）剪斷細(xì)線1s，小球發(fā)生的位移？

Answer 1

分析：根據(jù)共點(diǎn)力平衡得出小球所受電場(chǎng)力方向，確定出小球的電性，以及電量的大小．剪斷細(xì)線后，小球做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度的大小，從而根據(jù)位移時(shí)間公式求出小球的位移．

解答：解：（1）小球受力與場(chǎng)強(qiáng)相同，故帶正電．

（2）小球受力平衡，在水平方向：
qE=mgtan37°，得
q=

mgtan37°

E

=3×10-6C．
（3）如受力圖可知F=

mg

cos37°

=ma
a=12.5m/s²
線斷后小球做勻加速直線運(yùn)動(dòng)s=

1

2

at2=6.25m．
答：（1）小球帶正電．
（2）小球的帶電量為3×10^-6C．
（3）剪斷細(xì)線1s，小球發(fā)生的位移為6.25m．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵能夠正確地受力分析，運(yùn)用共點(diǎn)力平衡和牛頓第二定律進(jìn)行求解，知道加速度是聯(lián)系力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的橋梁．