Question

如图，将一质量为m，电荷量为+q的小球固定在绝缘杆的一端，杆的另一端可绕通过O点的固定轴转动．杆长为L

如图，将一质量为m，电荷量为+q的小球固定在绝缘杆的一端，杆的另一端可绕通过O点的固定轴转动．杆长为L，杆的质量忽略不计．杆和小球置于水平向右的匀强电场中．小球静止在A点时，绝缘杆偏离竖直方向θ角．已知重力加速度为g．（1）小球静止在A点时求杆的拉力大小；（2）将杆拉至水平位置OB，在此处将小球自由释放．求杆运动到位置OA时，小球的速度大小．

Answer 1

小球受力如图所示：

小球处于平衡状态所以，杆的拉力为：T＝

mg

cosθ

（2）根据：Eq=mgtanα，得：E=

mgtanθ

q

，
小球从B点运动到A点的过程中，根据动能定理得：
mgLcosθ+Eq（L+Lsinθ）=

1

2

mv2
解得：v=v＝

2gLcosθ+2gLtanθ(1+sinθ)

答：（1）小球静止在A点时求杆的拉力大小为

mg

cosθ

；
（2）将杆拉至水平位置OB，在此处将小球自由释放，则杆运动到位置OA时，小球的速度大小为

2gLcosθ+2gLtanθ(1+sinθ)

．