Question

如圖12-4-13所示，在沿水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一固定點(diǎn)O.用一根長(zhǎng)度為l=0.40 m的絕緣細(xì)線把質(zhì)量為m=0.10 kg、帶有正電荷的金屬小球懸掛在O點(diǎn)，小球靜止在B點(diǎn)時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角為θ=37°，現(xiàn)將小球拉至位置A使細(xì)線水平后由靜止釋放，求：

圖12-4-13

（1）小球運(yùn)動(dòng)通過(guò)最低點(diǎn)C時(shí)的速度大小；

（2）小球通過(guò)最低點(diǎn)C時(shí)細(xì)線對(duì)小球的拉力大小.

（g取10 m/s²,sin37°=0.60,cos37°=0.80）

Answer 1

解析：（1）小球受到電場(chǎng)力qE、重力mg和繩的拉力作用處于靜止.根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件有：

qE=mgtan37°=mg

對(duì)于小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理有：

mgl-qEl=mv_C²

解得小球通過(guò)C點(diǎn)時(shí)的速度：

v_C== m/s=1.4 m/s.

（2）設(shè)小球在最低點(diǎn)時(shí)細(xì)線對(duì)小球的拉力為T，根據(jù)牛頓第二定律有：

T-mg=m

解得T=1.5 N.

答案：（1）1.4 m/s  （2）1.5 N