Question

【题目】如图所示，空间存在着强度E =2.5×102N/C方向竖直向上的匀强电场，在电场内一长为L=0.5m的绝缘细线，一端固定在O点，一端拴着质量m=0.5kg、电荷量q=+4×10－2C的小球.现将细线拉直到水平位置，使小球由静止释放，当小球运动最高点时细线受到的拉力恰好达到它能承受的最大值而断裂.取g =10m/s2.求：

（1）细线能承受的最大拉力；

（2）当小球继续运动到与O点水平方向距离为L时，小球距O点的高度.

Answer 1

【答案】（1）m/s T=15N（2）=0.625m

【解析】试题分析：根据动能定理列式求最高点的速度，在最高点，又绳子的拉力、重力和电场力的合力提供向心力列式求解；绳子断后小球做类平抛运动．

（1）在最高点，根据动能定理可得

在最高点，小球的向心力由绳子的拉力，重力和电场力的合力充当，故有

联立解得m/s，T=15N

（2）小球做类平抛运动，

设小球在水平方向运动L的过程中，历时t，则，由

在竖直方向上，加速度为，故

联立解得=0.625m