问题
问答题
如图所示，将长为L的绝缘细线的一端固定定在O点，另一端系一质量为m，带电量为q的带正电的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动（圆锥摆），线和竖直方向的夹角为，重力加速度为g．
（1）求小球圆周运动的速率．
（2）求线的拉力大小．
（3）若某时刻突然加一竖直向上的场强E=mg/q的匀强电场之后，求线的拉力大小．
答案
（1）以小球为研究对象，作出力图如图．设小球圆周运动的速率为v，则有
mgtanθ=mv2 Lsinθ
解得 v=gLtanθsinθ
（2）由力图得，线的拉力大小T=mg cosθ
（3）若突然加一竖直向上的场强E=
的匀强电场之后，电场力与重力平衡，小球将以原来的速率、O点为圆心在水平面内做匀速圆周运动，由细线的拉力提供向心力，则由牛顿第二定律得mg q
T=m
=mgtanθsinθv2 L
答：
（1）小球圆周运动的速率为
．gLtanθsinθ
（2）线的拉力大小是
．mg cosθ
（3）若某时刻突然加一竖直向上的场强E=
的匀强电场之后，线的拉力大小为mgtanθsinθ．mg q