Question

一带正电的小球，系于长为l的不可伸长的轻线一端，线的另一端固定在O点，它们处在匀强电场中，电场的方向水平向右，场强的大小为E.已知电场对小球的作用力的大小等于小球的重力.现先把小球拉到图3-1-6中的P₁处，使轻线拉直，并与场强方向平行，然后由静止释放小球.已知小球在经过最低点的瞬间，因受线的拉力作用，其速度的竖直分量突变为零，水平分量没有变化，则小球到达与P₁点等高的P₂点时速度的大小为（    ）

图3-1-5

A.               B.           C.2               D.0

Answer 1

解析：小球释放后至轻线被拉紧前受水平向右的大小等于重力的电场力和向下的重力作用,其合力大小F= mg,方向与水平方向成45°角向右下方,小球释放后即沿该方向做匀加速直线运动,直至运动到最低点轻线被拉直.由于轻线的拉力作用,小球运动到最低点的瞬间,竖直方向速度突变为零,只有水平方向速度v_x=.

    从最低点到P₂点,小球将沿半径为l的圆周运动,只有重力和电场力做功.由动能定理得:

-mgl+qEl=mv₂²-mv_x²

又mg=qE,解得v₂=v_x=,即B正确.

答案：B