Question

【題目】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=0．20m的絕緣輕線把質(zhì)量為m=0．10kg、帶有正電荷的金屬小球懸掛在O點(diǎn)，小球靜止在B點(diǎn)時(shí)輕線與豎直方向的夾角為θ=37°．現(xiàn)將小球拉至位置A，使輕線水平張緊后由靜止釋放．g取10m/s2，sin37°=0．60，cos37°=0．80．求：

（1）小球所受電場(chǎng)力的大小；

（2）小球通過最低點(diǎn)C時(shí)的速度大小；

（3）小球通過最低點(diǎn)C時(shí)輕線對(duì)小球的拉力大小．

Answer 1

【答案】（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1m/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．

【解析】

試題分析：（1）小球受重力mg、電場(chǎng)力F和拉力T，其靜止時(shí)受力如答圖2所示．

根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件有：F=mgtan37°=0．75N

（2）設(shè)小球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的速度為v，小球從水平位置運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過程中，根據(jù)動(dòng)能定理有：mgl﹣Fl=mv2，解得：v==1．0m/s

（3）設(shè)小球通過最低點(diǎn)C時(shí)細(xì)線對(duì)小球的拉力大小為T′．

根據(jù)牛頓第二定律有：T′﹣mg=，解得：T′=1．5N