Question

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

（1）小球所受電場力的大小．

（2）小球通過最低點時的速度大小．

（3）小球通過最低點時輕線對小球的拉力大小．

Answer 1

【答案】（1） （2） （3）

【解析】(1)小球受重力，電場力和拉力，其靜止時受力如圖所示，

根據共點力平衡條件有： ．

(2)設小球到達最低點時的速度為，小球從水平位置運動到最低點的過程中，

根據動能定理有：

解得： ．

(3)設小球通過最低點時，細線對小球的拉力大小為，

根據牛頓第二定律有：

解得： ．