Question

如右圖所示，兩塊相距為d、足夠長(zhǎng)的金屬板平行豎直放置，長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣細(xì)線一端拴質(zhì)量為m的帶電小球，另一端固定在左板上某點(diǎn)。小球靜止時(shí)，細(xì)線與豎直方向的夾角為，如果將細(xì)線剪斷，問：

    (1)小球?qū)⑷绾芜\(yùn)動(dòng)？

    (2)小球經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間打到金屬板上？

Answer 1

解：⑴小球靜止時(shí)，受三力：電場(chǎng)力、重力、線的拉力，如圖所示。

由平衡條件可以判定，和重力、電場(chǎng)力的合力是一對(duì)平衡力。

    剪斷線后，線的拉力立即消失，小球受重力、電場(chǎng)力的合力仍為恒力，方向沿線原來方向(即與板成θ角)，所以小球?qū)⒀鼐�向右下方做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，直至打到右側(cè)金屬板上。   ……………………………………1分

⑵由圖可知，

   ……………………………①1分

根據(jù)牛頓第二定律有：

    ……………………②2分

打到金屬板上前，小球的位移為;

   …………………………③2分

由運(yùn)動(dòng)公式有:

    ……………………………④1分

②③④聯(lián)立解得：

  ……………⑤2分