Question

（13分）如圖所示，空間存在著電場強度、方向豎直向上的勻強電場，在電場內一長為L=0.5m的絕緣細線一端固定于O點，另一端拴著質量m=0.5kg、電荷量的小球�，F將細線拉至水平位置，將小球由靜止釋放，當小球運動到最高點時細線受到的拉力恰好達到它能承受的最大值而斷裂，取。求：（1）小球的電性；

（2）細線能承受的最大拉力值；

（3）當細線斷后，小球繼續運動到與O點水平方向的距離為L時，小球距離O點的高度以及小球的速度大小和方向。

 

 

Answer 1

【答案】

 

解：（1）由小球運動到最高點知，小球帶正電。                  （2分）

   （2）設小球在最高點的速度為v，由水平位置到最高點過程，動能定理：

                                              （2分）

在最高點處，對小球： 

∴            （2分）

（3）小球在細線斷裂后，在豎直方向向上的加速度：

                                  （1分）

    小球在最高點的速度               （1分）

   小球在水平方向做勻速直線運動，水平位移為L時用時：

                                             （1分）

    豎直位移為：                          （1分）

∴距離O點的高度：                   （1分）

     小球的速度：                       （1分）

     速度方向與水平成θ角：                         （1分）

 

 

 

 【解析】略