题目内容
【题目】如图所示,长为L的绝缘细线下端系一带正电的小球q,悬于O点,质量为m .当在O点固定一电荷量未知的电荷Q时,小球能静止在A处,且细线拉力是小球重力的5倍.现将小球拉至图中B处(θ=60°),并放开使之摆动,(已知静电力常量为k,重力加速度为g)问:
(1)固定在O处的电荷是带正电还是负电?
(2)固定在O处的电荷的带电荷量为多少?
(3)小球回到A处时悬线拉力为多少?
【答案】(1)正电(2)(3)6mg
【解析】
(1)因为细线拉力是小球重力的5倍,可知小球受到斥力作用,可知固定在O处的电荷 带正电;
(2)球在A处静止时设细线拉力为F,由受力分析可得
F=k+mg
又F=5mg .
故
k=4mg.
解得:
.
(3)小球由B回到A处的过程中只有重力做功,由动能定理可得
mgL(1-cos 60°)=mv2.
由牛顿第二定律可得
F′-mg-k=m.
由以上各式联立解得
F′=6mg.
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