Question

【題目】如圖所示，空間存在著強度E=方向豎直向上的勻強電場，在電場內一長為的絕緣細線，一端固定在O點，一端拴著質量m、電荷量q的小球．現將細線拉直到水平位置，使小球由靜止釋放，當小球運動最高點時細線受到的拉力恰好達到它能承受的最大值而斷裂．求：

（1）小球運動最高點時的速度；

（2）細線能承受的最大拉力；

（3）從斷線開始計時，在t=時刻小球與O點的距離。

Answer 1

【答案】（1）；（2）6mg；（3）

【解析】試題分析：（1）設小球運動到最高點時速度為v，只有重力和電場力做功，彈力不做功。對該過程由動能定理有，

解得

（2）在最高點，小球受三個力作用，重力，電場力和細線的拉力，由向心力公式得，

解得，

（2）小球在細線斷裂后，帶電小球做類平拋運動，合力豎直向上的，在豎直方向的加速度設為a，則

小球在t時刻

小球與O點的距離