Question

如圖所示，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(zhǎng)=0.40m的絕緣細(xì)線把質(zhì)量為m=0.10kg、帶有正電荷的金屬小球掛在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)線水平伸直由靜止釋放，求：
（1）電場(chǎng)力；
（2）小球運(yùn)動(dòng)通過最低點(diǎn)C時(shí)的速度大小
（3）小球通過最低點(diǎn)C時(shí)細(xì)線對(duì)小球的拉力大小．

Answer 1

分析：（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)能定理即可解題；
（3）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．

解答：解：（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)平衡條件得：
F=mgtanθ
解得：F=0.75N，方向水平向右
（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)能定理得：
mgL-FL=

1

2

m

v

2 c

解得：V_c=1.4m/s
（3）在C點(diǎn)，小球受重力和細(xì)線的合力提供向心力，根據(jù)向心力公式得：
T-mg=

m v 2 c

L

解得：T=1.5N
答：（1）電場(chǎng)力的大小為0.75N，方向水平向右；
（2）小球運(yùn)動(dòng)通過最低點(diǎn)C時(shí)的速度大小為1.4m/s；
（3）小球通過最低點(diǎn)C時(shí)細(xì)線對(duì)小球的拉力大小為1.5N．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了動(dòng)能定理及向心力公式的直接應(yīng)用，難度適中．