问题 问答题

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=

mg
q
,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.

答案

电场力F=qE=mg,水平向右,重力与电场力合力F=

2
mg,沿OC方向

θ=45°

设最低点为B,小球沿直线AB到B点速度VB

mgL+qEL=

1
2
mVB2

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)=

1
2
mV2C-
1
2
mV12

解得摆球在C点速度VC=

2
2
gL

根据牛顿第二定律得:

在C点:T-

2
mg=m
vc2
L

解出在C点绳子拉力T=3

2
mg

答:摆球在C点时的速度是

2
2
gL
,摆线的拉力是3
2
mg.

单项选择题 B型题
问答题