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的夹角为θ,如将绝缘线剪断,问:
(1)小球将如何运动?
(2)小球经多长时间打到金属板上?
答案
(1)匀加速直线运动.(2)
解析
(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:
剪断绳子之后,由牛顿第二定律得:解得: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:②
把①代入②解得:
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