Question

【題目】如圖所示空間有水平向右勻強電場，一根長為L，不可伸長的不導電細繩的一端連著一個質量為 m、帶電量為q的小球，另一端固定于O點．把小球拉直到細線與電場線平行，然后無初速度釋放．已知小球擺到最低點的另一側，線與豎直方向的最大夾角θ，大小為300 求：

(1) 勻強電場的場強

(2)在此過程中小球最大速度，和繩子的最大拉力？

Answer 1

【答案】(1) (2) ，

【解析】（1）根據動能定理研究小球從釋放到最低點到最低點的另一側的過程列出等式，小球無初速度釋放擺到最低點的另一側的過程：
mgLcosθ-qEL（1+sinθ）=0-0=0 其中θ=30°
解得：

（2）將電場力與重力合成F合=，由圖可知，合力方向與豎直方向成30度角斜向右下，O′為對應的“等效最低點”．

在O'點產生最大加速度，對應最大拉力．由幾何關系得 α=60°．
根據動能定理研究O點到O'點，得：

聯立得：