Question

【题目】如图所示，在沿水平方向的匀强电场中有一固定点O，用一根长度为l=0．20m的绝缘轻线把质量为m=0．10kg、带有正电荷的金属小球悬挂在O点，小球静止在B点时轻线与竖直方向的夹角为θ=37°．现将小球拉至位置A，使轻线水平张紧后由静止释放．g取10m/s2，sin37°=0．60，cos37°=0．80．求：

（1）小球所受电场力的大小；

（2）小球通过最低点C时的速度大小；

（3）小球通过最低点C时轻线对小球的拉力大小．

Answer 1

【答案】（1）电场力的大小为0．75N，方向水平向右；（2）小球运动通过最低点C时的速度大小为1m/s；（3）小球通过最低点C时细线对小球的拉力大小为1．5N．

【解析】

试题分析：（1）小球受重力mg、电场力F和拉力T，其静止时受力如答图2所示．

根据共点力平衡条件有：F=mgtan37°=0．75N

（2）设小球到达最低点时的速度为v，小球从水平位置运动到最低点的过程中，根据动能定理有：mgl﹣Fl=mv2，解得：v==1．0m/s

（3）设小球通过最低点C时细线对小球的拉力大小为T′．

根据牛顿第二定律有：T′﹣mg=，解得：T′=1．5N