Question

【題目】如圖所示，長為l的輕質細線固定在O點，細線的下端系住質量為m、電荷量為＋q的小球，小球的最低點距離水平面的高度為h，在小球最低點與水平面之間高為h的空間內分布著場強為E的水平向右的勻強電場．固定點O的正下方l/2處有一小障礙物P，現將小球從細線處于水平狀態由靜止釋放．

(1)細線在剛要接觸障礙物P時，小球對細線的拉力為多少？

(2)若細線在剛好接觸障礙物P時斷開，小球運動到水平面時的動能為多大？

Answer 1

【答案】（2）3mg （2）mgh＋mgl＋＋2qE

【解析】(1)由機械能守恒定律得，

細線在剛要接觸障礙物P時，設細線的拉力為，由牛頓第二定律得 ，

代入整理可以得到：

再根據牛頓第三定律可得，小球對細線的拉力，方向沿細繩豎直向上。

(2)細線斷開后小球在豎直方向做自由落體運動，運動時間

小球在水平方向做勻加速運動，運動的距離

小球運動到水平面的過程由動能定理得

可得到： 。