Question

【題目】如圖所示，空間存在著強(qiáng)度方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在電場(chǎng)內(nèi)一長為l的絕緣細(xì)線，一端固定在O點(diǎn)，一端拴著質(zhì)量m、電荷量q的小球現(xiàn)將細(xì)線拉直到水平位置，使小球由靜止釋放，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)最高點(diǎn)時(shí)細(xì)線受到的拉力恰好達(dá)到它能承受的最大值而斷裂求：

小球運(yùn)動(dòng)最高點(diǎn)時(shí)的速度；

細(xì)線能承受的最大拉力；

從斷線開始計(jì)時(shí)，在時(shí)刻小球與O點(diǎn)的距離．

Answer 1

【答案】（1）；（2）6mg；（3）

【解析】

試題分析:

（1）設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)速度為v，只有重力和電場(chǎng)力做功，彈力不做功。對(duì)該過程由動(dòng)能定理有，

① （2分）

解得（1分）

（2）在最高點(diǎn)，小球受三個(gè)力作用，重力，電場(chǎng)力和細(xì)線的拉力，由向心力公式得，

②（2分）

解得，T=6mg（1分）

（2）小球在細(xì)線斷裂后，帶電小球做類平拋運(yùn)動(dòng)，合力豎直向上的，在豎直方向的加速度設(shè)為a，則

③（2分）

小球在t時(shí)刻

（1分）

（1分）

小球與O點(diǎn)的距離

(2分）