Question

1．質(zhì)量為m，帶電量為+q的小球用一長(zhǎng)度為L(zhǎng)的絕緣細(xì)線懸于O點(diǎn)，開始時(shí)它在A、B之間來回?cái)[動(dòng)，OA、OB與豎直方向的夾角均為θ，若當(dāng)小球擺動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)突然施加一方向豎直向上、大小E=$\frac{mg}{q}$的勻強(qiáng)電場(chǎng)，則此時(shí)線中的拉力大小為0，若這一勻強(qiáng)電場(chǎng)是在小球從A點(diǎn)擺到最低點(diǎn)C時(shí)突然加上去的，則當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)線中的拉力大小為2（1-cosθ）mg．

Answer 1

分析 （1）加電場(chǎng)后，電場(chǎng)力與重力平衡，物體保持靜止；
（2）加電場(chǎng)后，電場(chǎng)力與重力平衡，物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，拉力提供向心力．

解答 解：（1）電場(chǎng)力F=qE=mg，故電場(chǎng)力與重力平衡；運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)加電場(chǎng)，小球由于慣性保持靜止，故細(xì)線的拉力為零；
（2）如果這一電場(chǎng)是在小球從A點(diǎn)擺到最低點(diǎn)C時(shí)突然加上去的，由于重力與電場(chǎng)力平衡，故此后小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，拉力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律，有：
T₂=m$\frac{{v}^{2}}{L}$
從A到C過程，根據(jù)動(dòng)能定理，有：
mgL（1-cosθ）=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$
聯(lián)立解得：
T₂=2（1-cosθ）mg
故答案為：0；2（1-cosθ）mg．

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵是明確小球的運(yùn)動(dòng)情況和受力情況，由于電場(chǎng)力和重力平衡，故加電場(chǎng)力相當(dāng)于突然撤去重力，基礎(chǔ)問題．