题目内容

如图所示,空间存在着电场强度为E=2.5×102 N/C、方向竖直向上的匀强电场,一长为L=0.5 m的绝缘细线,一端固定在O点,一端拴着质量m=0.5 kg、电荷量q=4×102 C的小球.现将细线拉直到水平位置A,使小球由A静止释放,则小球能运动到最高点.不计阻力.取g=10 m/s2.求:

(1)小球的电性.

(2)细线在最高点受到的拉力.

(3)若小球刚好运动到最高点时细线断裂,则细线断裂后小球继续运动到与O点水平方向距离为细线的长度L时,小球距OA所在水平面的高度.

答案:
解析:

  (1)由小球运动到最高点可知,小球带正电  2分

  (2)设小球运动到最高点时速度为v,对该过程由动能定理有,

   ①  1分

  在最高点对小球由牛顿第二定律得, ②  1分

  由①②式解得,T=15 N  1分

  (3)小球在细线断裂后,在竖直方向的加速度设为a,则 ③  1分

  设小球在水平方向运动L的过程中,历时t,则 ④  1分

  设竖直方向上的位移为s,则 ⑤  1分

  由①③④⑤解得,s=0.125 m

  小球距O点高度为s+L=0.625 m  1分


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