问题
填空题
在光滑水平面上的O点系一长为l的绝缘细线,线的一端系一质量为m,带电量为q的小球.当沿细线方向加上场强为E的匀强电场后,小球处于平衡状态.现给小球一垂直于细线的初速度v0,使小球在水平面上开始运动.若v很小,则小球第一次回到平衡位置所需时间为______.
答案
由于初速度v很小,故小球摆动的幅度很小,故可将小球的运动看做简谐运动.题图位置即为等效的最低点即平衡位置.
当小球在平衡位置静止不动时绳子的拉力F=Eq,
故等效的重力加速度g′=
,qE m
由于摆球的初速度v很小,故可以将小球的运动看做单摆的振动,
而单摆的振动周期公式为T=2π
,l g′
故小球的振动周期公式为T=2π
=2πl g′
=2πl qE m
,ml qE
而小球从离开平衡位置到再回到平衡位置所用的时间
t=
=πT 2
.ml qE
故答案为:π
.ml qE