Question

（18分）如圖所示，質量為m=1.00㎏的帶電小球用長為l=1.00m的絕緣細線懸掛于豎直向上的勻強電場中的O點，O點距水平地面的高度為h=2.05m，小球靜止時細線拉力為。若保持勻強電場的大小不變，而將方向緩慢轉向水平向右，當小球再次靜止時，求：
（1）細線與豎直方向的夾角？
（2）若將細線燒斷，請說出小球到達地面前的運動軌跡，并求出燒斷細線后小球到達地面的時間？（假設地面上方的勻強電場范圍足夠大）

Answer 1

（1）θ=37^o
（2）0.5

（1）當小球再次達到平衡時，細線與豎直方向的夾角θ為： ② (4分)
解①②得：θ=37^o                                                                             (2分)
（2）燒斷細線時，小球在重力和水平方向的電場力作用下從靜止開始運動，所以運動軌跡為傾斜的直線。（只要說明是直線都得分）                                (2分)
由運動的獨立性可知，小球從燒斷細線到到達地面所用的時間為：
  ……③                                            (4分)
 ……④                                         (4分)
解③④得：                                                    (2分)