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如图所示,两块相距为d、足够长的金属板平行竖直放置,长为L的绝缘细线一端拴质量为m的带电小球,另一端固定在左板上某点,小球静止时绝缘线与竖直方向的夹角为θ,如将细线剪断,问:
(1)小球将如何运动?(2)小球经多长时间打到金属板上?
分析:小球此时受到重力竖直向下,电场力水平向右,绳子拉力沿绳子向上,处于三力平衡状态,如将细线剪断,其余二力的合力一定沿绳子的反方向,大小等于原先绳子的力,所以小球将做匀加速直线运动,根据匀变速直线运动规律解出物体的运动时间.
解答:解:(1)小球此时受到重力竖直向下,电场力水平向右,绳子拉力沿绳子向上,处于三力平衡状态,如将细线剪断,其余二力的合力一定沿绳子的反方向,大小等于原先绳子的力,所以小球将做匀加速直线运动.

(2)由于剪断绳子之前小球受力平衡,
所以竖直方向:Tcosθ=G
解得:T=
G
cosθ

剪断绳子之后,由牛顿第二定律得:
G
cosθ
=ma
解得:a=
g
cosθ
  ①
即物体以加深对a做初速度为零的匀加速直线运动.

由图可知小球的位移为:
d
sinθ
-L=
1
2
at2
把①代入②解得:t=
2(d-Lsinθ)
gtanθ

答:(1)小球做匀加速直线运动.(2)小球经
2(d-Lsinθ)
gtanθ
时间打到金属板上.
点评:关键在于小球释放之前的受力分析要准确无误,并能解出小球受到的绳子拉力,小球释放后的合力与原来绳子的拉力大小相等方向相反.
练习册系列答案
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如图所示,两块相距为d,足够长的金属板平行竖直放置,两板间电压为U,长为L的细绝缘线一端拴质量为m的带电小球,另一端固定在左板上某点,小球静止时绝缘线与竖直方向夹角为θ.求:
(1)带电小球的带电量为多少?
(2)如突然将细线剪断,小球经多长时间打到金属板上?

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(1)小球将如何运动?

(2)小球经多长时间打到金属板上?

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A.正在增强,      B.正在增强,

C.正在减弱,      D.正在减弱,

 

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