Question

【題目】如圖所示，空間存在著電場(chǎng)強(qiáng)度為E=2.5×102N/C、方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，一長(zhǎng)為L=0.5m的絕緣細(xì)線(xiàn)，一端固定在O點(diǎn)，一端拴著質(zhì)量m=0.5kg、電荷量q=4×10﹣2C的小球．現(xiàn)將細(xì)線(xiàn)拉直到水平位置，使小球由靜止釋放，則小球能運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)．不計(jì)阻力．取g=10m/s2．求：

（1）小球的電性．

（2）細(xì)線(xiàn)在最高點(diǎn)受到的拉力．

（3）若小球剛好運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)細(xì)線(xiàn)斷裂，則細(xì)線(xiàn)斷裂后小球繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到與O點(diǎn)水平方向距離為細(xì)線(xiàn)的長(zhǎng)度L時(shí)，小球距O點(diǎn)的高度．

Answer 1

【答案】（1）由小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)可知，小球帶正電

（2）設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)速度為v，對(duì)該過(guò)程由動(dòng)能定理有，

①

在最高點(diǎn)對(duì)小球由牛頓第二定律得，②

由①②式解得，T="15N "

（3）小球在細(xì)線(xiàn)斷裂后，在豎直方向的加速度設(shè)為a，則③

設(shè)小球在水平方向運(yùn)動(dòng)L的過(guò)程中，歷時(shí)t，則④

設(shè)豎直方向上的位移為s，則⑤

由①③④⑤解得，s=0.125m

小球距O點(diǎn)高度為s+L="0.625m."

【解析】

（1）由小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)可知，小球帶正電 （2分）