题目内容
【题目】如图所示,在沿水平方向的匀强电场中有一固定点O,用一根长度的绝缘细绳把质量为、带有正电荷的金属小球悬挂在O点,小球静止在B点时细绳与竖直方向的夹角为.现将小球拉至位置A使细线水平后由静止释放,(g=10m/s2)求:
⑴小球通过最低点C时的速度的大小;
⑵小球通在摆动过程中细线对小球的最大拉力.
【答案】(1) (2)F=4.5N
【解析】
小球在B点处于静止状态,对小球进行受力分析,根据平衡条件得:
F=mgtanθ
代入数据解得:,方向水平向右.
对小球从A点运动到C点的过程中运用动能定理得:
代入数据解得:
(2)小球可以静止在B点,可知B为小球运动的等效最低点,从A到B的过程中有:
小球在等效最低点B点的速度最大,受到的拉力也最大;在B点,小球受重力、电场力和细线的合力提供向心力,根据向心力公式得:
代入数据可得:F=4.5N
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