Question

在方向水平的匀强电场中，一不可伸长的绝缘细线的一端连着一个质量为m的带电小球，另一端固定在O点，把小球拉起直至细线与场强方向平行的A点，然后无初速度释放.已知小球摆到最低点B的另一侧C，线与竖直方向的最大夹角为θ，如图13-5-3所示.求小球经过最低点B时，细线对小球的拉力.

  图13-5-3

Answer 1

解析：从小球的摆动情况可知，小球受的电场力qE的方向水平向右，设细线长度为l，小球从A摆到C的过程中，重力做功：W_G=mglcosθ，电场力做功W=-qE(l+lsinθ)，根据动能定理有：mglcosθ-qE(l+lsinθ)=0

    解得：qE=

    小球从A点摆到最低点B的过程中，设小球在B点的速度为v，由动能定理：

    mgl-qEl=mv²-0

    小球在B点时，在半径方向上受到重力mg，悬线拉力为T，方向向上，由牛顿第二定律和向心加速度公式有：

    T-mg=m

    联立以上各式，解得：

    T=mg(2-).

答案：mg(2-)