Question

【題目】如圖所示，在沿水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一固定點(diǎn)，用一根長(zhǎng)度為的絕緣輕線把質(zhì)量為、帶有正電荷的金屬小球懸掛在點(diǎn)，小球靜止在點(diǎn)時(shí)輕線與豎直方向的夾角為．現(xiàn)將小球拉至位置，使輕線水平張緊后由靜止釋放． 取， ， ．求：

（1）小球所受電場(chǎng)力的大小．

（2）小球通過最低點(diǎn)時(shí)輕線對(duì)小球的拉力大小．

Answer 1

【答案】（1） （2）

【解析】

（1）小球在B點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)，對(duì)小球進(jìn)行受力分析，根據(jù)平衡條件即可求解；
（2）對(duì)小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程中運(yùn)用動(dòng)能定理求解速度；在C點(diǎn)，小球受重力和細(xì)線的合力提供向心力，根據(jù)向心力公式即可求解。

（1）小球受重力mg、電場(chǎng)力F和拉力T，其靜止時(shí)受力如答圖2所示。

根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件有：F=mgtan37°=0.75N
（2）設(shè)小球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的速度為v，小球從水平位置運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過程中，根據(jù)動(dòng)能定理有：mgl-Fl=mv2
解得：v==1.0m/s

設(shè)小球通過最低點(diǎn)C時(shí)細(xì)線對(duì)小球的拉力大小為T′。根據(jù)牛頓第二定律有：

T′-mg=m
解得：T′=1.5N