Question

【題目】如圖所示，在沿水平方向的勻強電場中有一固定點O，用一根長度為l=0．20m的絕緣輕線把質量為m=0．10kg、帶有正電荷的金屬小球懸掛在O點，小球靜止在B點時輕線與豎直方向的夾角為θ=37°．現將小球拉至位置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）小球所受電場力的大�。�

（2）小球通過最低點C時的速度大小；

（3）小球通過最低點C時輕線對小球的拉力大小．

Answer 1

【答案】（1）電場力的大小為0．75N，方向水平向右；（2）小球運動通過最低點C時的速度大小為1m/s；（3）小球通過最低點C時細線對小球的拉力大小為1．5N．

【解析】

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

根據共點力平衡條件有：F=mgtan37°=0．75N

（2）設小球到達最低點時的速度為v，小球從水平位置運動到最低點的過程中，根據動能定理有：mgl﹣Fl=mv2，解得：v==1．0m/s

（3）設小球通過最低點C時細線對小球的拉力大小為T′．

根據牛頓第二定律有：T′﹣mg=，解得：T′=1．5N