在方向水平向右的匀强电场中,一不可伸长的不导电细线的一端连着一个质量为m的带电小球,另一端固定于O点.把小球拉起直至细线与场强平行,然后无初速释放.已知小球摆到最低点的
问题描述:
在方向水平向右的匀强电场中,一不可伸长的不导电细线的一端连着一个质量为m的带电小球,另一端固定于O点.把小球拉起直至细线与场强平行,然后无初速释放.已知小球摆到最低点的另一侧,线与竖直方向的最大夹角为θ(如图).若只改变场强的方向为竖直向下,其它条件不变,求小球经过最低点时细线对小球的拉力.
答
小球运动到最低点时,设细线长度为L,
由牛顿第二定律有:F−mg−qE=m
υ2 L
小球从开始运动到左边最大位置,由动能定理有:mgLcosθ-qEL(1-sinθ)=0
从开始到最低点由动能定理有:mgL+qEl=
mυ21 2
解得:F=3mg(1+
).cosθ 1+sinθ
答:小球经过最低点时细线对小球的拉力为F=3mg(1+
).cosθ 1+sinθ