Question

如圖所示，空間存在著電場強度為E=2.5×10²N/C、方向豎直向上的勻強電場，一長為L=0.5m的絕緣細線，一端固定在O點，一端拴著質(zhì)量m=0.5kg、 電荷量q= 4×10^－2C的小球．現(xiàn)將細線拉直到水平位置，使小球由靜止釋放，則小球能運動到最高點．不計阻力．取g=10m/s².求：

（1）小球的電性．

（2）細線在最高點受到的拉力．

（3）若小球剛好運動到最高點時細線斷裂，則細線斷裂后小球繼續(xù)運動到與O點水平方向距離為細線的長度L時，小球距O點的高度.

Answer 1

解析：（1）由小球運動到最高點可知，小球帶正電   ……………（1分）

（2）設(shè)小球運動到最高點時速度為v，對該過程由動能定理有，

                              ①……………（2分）

在最高點對小球由牛頓第二定律得，   ②  ……………（1分）

由①②式解得，T=15N                                  ……………（1分）

（3）小球在細線斷裂后，在豎直方向的加速度設(shè)為a，則③……（1分）

設(shè)小球在水平方向運動L的過程中，歷時t，則   ④     …………（1分）

設(shè)豎直方向上的位移為s，則               ⑤       …………（1分）

由①③④⑤解得，s=0.125m                                ……………（1分）

小球距O點高度為s+L=0.625m.                                ……………（1分）