如图所示,一摆球的质量为m,带正电荷,电量为q,摆长为L,场强E=
,水平向右,摆球平衡位置在C点,与竖直夹角为θ,开始时在水平位置A点,无初速释放,求摆球在C点时的速度及摆线的拉力.mg q
电场力F=qE=mg,水平向右,重力与电场力合力F合=
mg,沿OC方向2
θ=45°
设最低点为B,小球沿直线AB到B点速度VB.
mgL+qEL=
mVB21 2
细绳绷紧,VB竖直分量立刻减为零,水平分量V1=VBcos45°
由B到C过程中运用动能定理得:
qELsinθ-mg(L-Lcosθ)=
mV2C-1 2
mV121 2
解得摆球在C点速度VC=2
gL2
根据牛顿第二定律得:
在C点:T-
mg=m2 vc2 L
解出在C点绳子拉力T=3
mg2
答:摆球在C点时的速度是
,摆线的拉力是32
gL2
mg.2