Question

質(zhì)量為m、帶電量為+q的小球用一絕緣細(xì)線懸于O點(diǎn)，開(kāi)始時(shí)它在A、B之間來(lái)回?cái)[動(dòng)，OA、OB與豎直方向OC的夾角為θ（如圖所示）．
（1）如果當(dāng)它擺到B點(diǎn)時(shí)突然施加一豎直向上的、大小為E=

mg

q

的勻強(qiáng)電場(chǎng)，則此時(shí)線中的拉力T₁=______；
（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，則當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)線的拉力T₂=______．

Answer 1

（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

v2

l

從A到C過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理，有：
mgl（1-cosθ）=

1

2

mv2
聯(lián)立解得：
T₂=2（1-cosθ）mg
故答案為：
（1）0；
（2）2（1-cosθ）mg．