Question

如图所示，用长为L的绝缘细线悬挂一带电小球，小球的质量为m、电荷量为q．现加一水平向左的匀强电场，平

如图所示，用长为L的绝缘细线悬挂一带电小球，小球的质量为m、电荷量为q．现加一水平向左的匀强电场，平衡时小球静止于M点，细线与竖直方向成θ角．（1）求匀强电场的电场强度E的大小；（2）在某一时刻细线断裂，同时质量也为m的不带电的一小块橡皮泥，以水平向左的速度v 0 击中小球并与小球结合成一体，求击中后瞬间复合体的速度大小；（3）若原小球离地高为h，求复合体落地过程中的水平位移大小．

Answer 1

（1）小球受力平衡时有　Eq=mgtanθ 得  E= mgtanθ q （2）橡皮泥撞击小球的过程中，水平方向动量守恒，    mv 0 =（m+m）v 　　　　　　　　　　　       所以 v= v 0 2 （3）复合体水平方向的加速度为  a= qE 2m = gtanθ 2 复合体落地时间为 t= 2h g 复合体在水平方向做匀加速直线运动，水平位移为 x=vt+ 1 2 a t 2 = v 0 2 ? 2h g + 1 2 × gtanθ 2 ? 2h g = 1 2 ( v 0 2h g +htanθ) 答：（1）匀强电场的电场强度E的大小是 mgtanθ q ； （2）击中后瞬间复合体的速度大小是 v 0 2 ； （3）复合体落地过程中的水平位移大小为 1 2 ( v 0 2h g +htanθ) ．