Question

（09年臺(tái)州市期末）（11分）如圖所示，質(zhì)量為m=1.00的帶電小球用長(zhǎng)為l=1.00m的絕緣細(xì)線懸掛于豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中的O點(diǎn)，O點(diǎn)距水平地面的高度為h=2.05m，小球靜止時(shí)細(xì)線拉力為。若保持勻強(qiáng)電場(chǎng)的大小不變，而將方向緩慢轉(zhuǎn)向水平向右，當(dāng)小球再次靜止時(shí)，求：

（1）細(xì)線與豎直方向的夾角？

（2）若將細(xì)線燒斷，請(qǐng)說(shuō)出小球到達(dá)地面前的運(yùn)動(dòng)軌跡，并求出燒斷細(xì)線后小球到達(dá)地面的時(shí)間？（假設(shè)地面上方的勻強(qiáng)電場(chǎng)范圍足夠大）

Answer 1

解析：（1）由題意得：電場(chǎng)力 ……①                      (1分)

 

當(dāng)小球再次達(dá)到平衡時(shí)，細(xì)線與豎直方向的夾角θ為： ……②   (2分)

 

   解①②得：θ=37^o                                                                 (1分)

 

（2）燒斷細(xì)線時(shí)，小球在重力和水平方向的電場(chǎng)力作用下從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，所以運(yùn)動(dòng)軌跡為傾斜的直線。（只要說(shuō)明是直線都得分）                      (2分)

 

         由運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性可知，小球從燒斷細(xì)線到到達(dá)地面所用的時(shí)間為：

 

           ……③                                            (1分)

 

          ……④                                         (1分)

 

解③④得：                                           (1分)