Question

（13分）如图所示，空间存在着电场强度、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于O点，另一端拴着质量m=0.5kg、电荷量的小球。现将细线拉至水平位置，将小球由静止释放，当小球运动到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。求：（1）小球的电性；

（2）细线能承受的最大拉力值；
（3）当细线断后，小球继续运动到与O点水平方向的距离为L时，小球距离O点的高度以及小球的速度大小和方向。

Answer 1

解：（1）由小球运动到最高点知，小球带正电。                 （2分）
（2）设小球在最高点的速度为v，由水平位置到最高点过程，动能定理：
                                     （2分）
在最高点处，对小球： 
∴           （2分）
（3）小球在细线断裂后，在竖直方向向上的加速度：
                                 （1分）
小球在最高点的速度              （1分）
小球在水平方向做匀速直线运动，水平位移为L时用时：
                                            （1分）
竖直位移为：                         （1分）
∴距离O点的高度：                  （1分）
小球的速度：                      （1分）
速度方向与水平成θ角：                        （1分）

 略