(1)将小球从A点静止释放,小球先沿着电场力与重力的合力方向做匀加速直线运动,绳子绷直后做圆周运动,小球的运动轨迹如图.
(2)由E=
可知,匀加速运动至C点时,细线伸直,设此时细线与竖直方向夹角为α,则tanα=
mg
3
3q
=qE mg
,α=30°,
3
3
则从A到C,由动能定理得:
=mgL cos30°
m1 2
;
v
细线绷直瞬间,小球沿绳子方向的速度突然减至零,只有垂直于绳子方向的分速度vCcos30°
从C作圆周运动至B点,则由动能定理有:mgL(1?cos300)+EqLsin300=
m1 2
?
v
m(vccos300)21 2
解得:vB=
(2+
)gL
3
3
(3)当v方向与合力方向相互垂直时,小球动能最小,则有 Ekmin=
m(vBcos300)2=mgL(1 2
+3 4
)
3
8
答:
(1)先做匀加速直线运动,后做圆周运动;小球的运动轨迹如图;
(2)小球落至最低点B处时的速度大小为
;
(2+
)gL
3
3
(3小球在以后的运动过程中的最小动能为mgL(
+3 4
).
3
8