Question

【题目】如图所示，长为L的绝缘细线下端系一带正电的小球q，悬于O点，质量为m .当在O点固定一电荷量未知的电荷Q时，小球能静止在A处，且细线拉力是小球重力的5倍．现将小球拉至图中B处(θ＝60°)，并放开使之摆动，（已知静电力常量为k，重力加速度为g）问：

（1）固定在O处的电荷是带正电还是负电？

（2）固定在O处的电荷的带电荷量为多少？

（3）小球回到A处时悬线拉力为多少？

Answer 1

【答案】（1）正电（2）（3）6mg

【解析】

（1）因为细线拉力是小球重力的5倍，可知小球受到斥力作用，可知固定在O处的电荷 带正电；

（2）球在A处静止时设细线拉力为F，由受力分析可得

F＝k＋mg

又F＝5mg .

故

k＝4mg.

解得：

.

（3）小球由B回到A处的过程中只有重力做功，由动能定理可得

mgL(1－cos 60°)＝mv2.

由牛顿第二定律可得

F′－mg－k＝m.

由以上各式联立解得

F′＝6mg.