如图所示,长为L的绝缘细线,一端悬于O点,另一端连接一质量为m的带正电小球,置于水平向右的匀强电场中

2025-05-20 18:03:02
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由于重力场和电场力做功都与路径无关,因此可以把两个场叠加起来看成一个等效力场来处理,等效场的方向与电场方向的夹角为θ,有:tanθ=

G
F
4
3

得:θ=53°
重力与电场力的合力为F=
G2
+F
5G
4

设OO′距离为x,则小球被钉子挡住后的圆周运动半径为:r=L-x
小球通过等效最高点的速度大小为v,由动能定理得:
G(x-rcos37°)-F(L+rsin37°)=
1
2
mv2
由牛顿第二定律知,小球恰好完成圆周运动的条件是:
F=
mv2
r

其中:G=mg,F
3G
4

联立以上各式解得:
x=
21L
23

答:求OO′长度为
21L
23