题目内容
如图所示，一个质量为m=1.2×10-3kg的小球带电荷量为q=3.0×10-5C的正电，用长度L=1.0m的细线悬挂于固定点O上，此装置置于水平向右的匀强电场中，场强的大小E=3.0×102N/C，现将带电小球拉至O点右侧，使悬线伸直并保持水平，然后由静止释放小球．（g取10m/s2）（1）求小球运动到最低点时的动能？
（2）求小球运动到最低点时绳的拉力为多大？
分析：（1）小球受重力和电场力的作用向下运动，对小球，从初始位置运动到最低点的过程中运用动能定理即可解题；
（2）在最低点，小球受重力和绳的合力提供向心力，根据向心力公式即可求解．
（2）在最低点，小球受重力和绳的合力提供向心力，根据向心力公式即可求解．
解答：解：
（1）对小球，从初始位置运动到最低点的过程重力做正功mgL，电场力做负功-qEL，运用动能定理得：
mgL-qEL=Ek．
解得：
Ek=1.2×10-3×10×1-3×10-5×3×102×1J=3×10-3J．
（2）由Ek=
mv2解得：
mv2=2Ek=6×10-3J．
在最低点，小球受重力和绳的合力提供向心力，根据向心力公式得：
T-mg=m
．
解得：
T=m
+mg=
+1.2×10-3×10N=1.8×10-2N．
答：
（1）小球运动到最低点时的动能为3×10-3J；
（2）小球运动到最低点时绳的拉力为1.8×10-2N．
（1）对小球，从初始位置运动到最低点的过程重力做正功mgL，电场力做负功-qEL，运用动能定理得：
mgL-qEL=Ek．
解得：
Ek=1.2×10-3×10×1-3×10-5×3×102×1J=3×10-3J．
（2）由Ek=
| 1 |
| 2 |
mv2=2Ek=6×10-3J．
在最低点，小球受重力和绳的合力提供向心力，根据向心力公式得：
T-mg=m
| v2 |
| L |
解得：
T=m
| v2 |
| L |
| 6×10-3 |
| 1 |
答：
（1）小球运动到最低点时的动能为3×10-3J；
（2）小球运动到最低点时绳的拉力为1.8×10-2N．
点评：本题关键是掌握动能定理及向心力公式的应用，注意在解答未知量的时候计算的灵活性，如（2）中由动能定理不需要解速度值，因为后面用到的是质量乘以速度的平方．
练习册系列答案
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