题目内容
【题目】如图所示，在竖直平面内，用长为L的绝缘轻绳将质量为m、带电量为+q、的小球悬于O点，整个装置处在水平向右的匀强电场中。初始时刻小球静止在P点。细绳与场强方向成
角。今用绝缘锤子沿竖直平面、垂直于OP方向打击一下小球，之后迅速撤离锤子，当小球回到P处时，再次用锤子沿同一方向打击小球，两次打击后小球恰好到达Q点，且小球总沿圆弧运动，打击的时间极短，小球电荷量不损失。锤子第一次对小球做功为W1，第二次对球做功为W2。
（1）求匀强电场的场强大小E；
（2）若
的值达到最大，分别求
、
;
（3）的值最大时，求第一、二次小球被打击后瞬间细绳的拉力大小F1、F2．
【答案】（1）
（2）
；
（3）
，
【解析】试题分析：（1）小球在P点处于静止时有
解得：
（2）等效重力G为重力mg与电场力qE的合力，方向沿OP方向，
为使W1：W2最大，须使W1最大，W2最小，但细绳不能松弛，所以锤子第一次打击小球后，恰好能使细绳转过900，这种情况下锤子对小球做功为W1,根据动能定理有：W1-GL=0,解得
锤子第二次对小球做功使小球从P点运动到Q点，在Q点，小球的等效重力G刚好提供向心力，这种情况下锤子第二次对小球做功为W2．在Q点，
，解得：
根据动能定理有：
解得：
（3）锤子第一次打击小球过程，根据动能定理：
，解得
锤子第一次打击小球后瞬间，
锤子第二次打击小球后瞬间，
解得：，
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