题目内容
【题目】如图所示，空间存在着强度方向竖直向上的匀强电场，在电场内一长为L 的绝缘细线， 一端固定在O 点，一端拴着质量m、电荷量q 的小球．现将细线拉直到水平位置，让小球由静止释放，小球向上运动达到最高点P 时，细线受到的拉力恰好达到它所能承受的最大值而断裂．已知匀强电场强度大小
。求：
（1）细线能承受的最大拉力；
（2）从P 点开始小球沿水平放方向的位移为L 时，小球距O 点的高度。
【答案】（1）6mg（2）1.25L
【解析】试题分析：根据动能定理求出小球到达最高点时的速度；在最高点对小球受力分析，根据牛顿第二定律列方程求细线承受的拉力；细线断裂后小球做类平抛运动，根据牛顿第二定律求出竖直方向的加速度，然后由平抛运动规律求解。
（1）设小球运动到最高点时速度为v，根据动能定理： 
解得： 
在最高点对小球受力分析，由牛顿第二定律得： 
解得： 
（2）小球在细线断裂后，在竖直方向的加速度设为a，
根据牛顿第二定律则： 
解得：a=2g
小球水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀加速直线运动，根据运动学公式可得：
水平方向：x=vt=L
竖直方向： 
联立解得小球与O点的高度： 
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