Question

如圖所示，在一勻強電場中的A點有一小球，并用細線與固定的O點相連，然后把細線水平拉直，但沒有伸長．現讓小球從A點由靜止開始運動．小球經過O點正下方時的速度多大？
（已知小球的質量m=1.0×10^-4kg，所帶電荷量q=+1.0×10^-7C，細線長度L=10cm，電場強度E=

3

×104N/C；g=10m/s²）

Answer 1

據題意，小球受到電場力為F=qE=1.0×10^-7C×

3

×104N/C=

3

×10^-3N，
重力G=mg=1.0×10^-4×10N=10^-3N
則qE=

3

mg，電場力與重力的合力與水平方向的夾角為30°．
所以小球沿兩個力的合力方向做初速度為零的勻加速直線運動，當小球從A點開始沿直線到達O點的正下方，由動能定理得
qEL+mgLtan30°=

1

2

mv2
代入數據解得，v=2.1m/s
答：小球經過O點正下方時的速度是2.1m/s．