Question

【题目】如图所示，用长为L的丝线悬挂质量为m，带电量为+q的小球，放入水平向右的匀强电场中，场强大小为E =，今将小球拉至水平方向的A点后，由静止释放．

（1）求小球由静止运动到丝线刚伸直时的速度大小．

（2）小球运动到最低点B点时对丝线的拉力。

（3）若小球运动至最低B处时，绳突然断开，同时将电场等大反向，求小球在以后的运动过程中的最小动能．

Answer 1

【答案】（1）（2）竖直向下（3）

【解析】试题分析：（1）由题意知：小球受水平向右的电场力qE和重力mg的作用，使物体沿合力的方向做匀加速直线运动到C点，如图1所示．由几何知识得LAC=L，由动能定理可得：

，解得

（2）由于绳子给小球一冲量使小球沿绳方向的速度减为零．

沿切线方向的速度为．

此后小球C点到B点的过程中，绳子对小球不做功，电场和重力均对小球做正功，则有：

解得：由T-mg=mv2/L 得竖直向下。

（2）绳断后，电场反向，则重力和电场力的合力对小球先做负功后做正功， 则小球动能减少最多处，其功能才最小．合力对小球所做的负功最大处沿合力的反方向的速度减为零，只有沿合力垂直方向的速度（如图2所示），则：

其最小动能为