(1)由平衡条件得:小球受到三个力而平衡,合力为0 .所以有tanθ=qE/mg
q=mgtanθ/E
(2)若细线的偏角增加到φ时,到达竖直位置的过程中,下降高度为h=Lcosφ
水平距离为x=Lsinφ
对这二个位置之间的过程使用动能定理:
mgh-qEx=0-0
mgLcosφ=mgtanθ/E*E*Lsinφ
mgLcosφ=mgtanθ*Lsinφ
cosφ=tanθ*sinφ
cosφ/sinφ=tanθ
ctanφ=tanθ
φ为ctanφ=tanθ时才能使细线到达竖直位置时小球速度恰好为零.
第一问静态平衡,受力分析,绳拉力T,重力mg,电场力qE,水平方向:Tsinθ=mg,竖直方向:Tcosθ=qE,联立求得q(不做赘述)。第二问,对从静止到速度减为零过程,由动能定理列出方程:0=mgL(1-cosφ)-qELsinφ,联立问题一答案,得:1-cosφ=sinφtanθ
1,对球受力分析易得tana=Eq/mg得q=mgtana/E 2,对球其等效重力恒定
1、mgtanθ=Eq
2、2θ(单摆问题)