Question

（10分）在一絕緣支架上，固定著一個帶正電的小球A，A又通過一長為10cm的絕緣細繩連著另一個帶負電的小球B，B的質量為0.1kg，電荷量為×10^－6C，如圖所示，將小球B緩緩拉離豎直位置，當繩與豎直方向的夾角為60°時，將其由靜止釋放，小球B將在豎直面內做圓周運動．已知釋放瞬間繩剛好張緊，但無張力． g取10m/s²．求

（1）小球A的帶電荷量；
（2）釋放瞬間小球B的加速度大小；
（3）小球B運動到最低點時繩的拉力．

Answer 1

（1）   （2）   （3）

試題分析：（1）小球B剛釋放瞬間，速度為零，沿繩子方向上，小球受到的合力為零，則
         （2分）
代入數值，求得       （1分）
（2）小球所受合力方向與繩子垂直，由牛頓第二定律得：
       （2分）
解得：         （1分）
（3）釋放后小球B做圓周運動，兩球的相對距離不變，庫侖力不做功，
從釋放小球到小球到達最低點的過程中，由動能定理得：
         （2分）
小球在最低點，由牛頓第二定律得：
        （1分）
解得：        （1分）