Question

如图所示，在一沿水平方向的匀强电场中，用丝线在固定点悬挂一个质量为m的小球，使小球带正电，电量正好使小球的重力为小球所受电场力的倍，现拉开小球至丝线正好水平伸直的A位置后自由释放。求小球运动到最低点B处时丝线上的拉力大小。

Answer 1

解：由小球带正电，其电量正好使小球的重力为小球所受电场力的倍，可知小球所受合力与绳子的夹角为锐角，又因其合力为恒定，初速度为零，所以小球从A到C不沿弧线AC运动，而沿直线AC运动，设丝线的长为L，小球运动到C点的速度为v_c，由动能定理有：
 ①
小球在C点： ②
小球运动到B点时的速度为v_B，从C运动到B过程中，由动能定理有：
 ③
由题意知： ④
小球运动到B点时，丝线的拉力为F，由牛顿第二定律得：
 ⑤
由①②③④⑤得： ⑥