Question

如圖所示，空間存在著電場強(qiáng)度、方向豎直向上的勻強(qiáng)電場，在電場內(nèi)一長為=0.5m的絕緣細(xì)線一端固定于O點(diǎn)，另一端拴著質(zhì)量m=0.5kg、電荷量的小球�，F(xiàn)將細(xì)線拉至水平位置，將小球由靜止釋放，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)細(xì)線受到的拉力恰好達(dá)到它能承受的最大值而斷裂，取。求：

（1）小球運(yùn)動(dòng)到圓周最高點(diǎn)的速度大小；

（2）細(xì)線能承受的最大拉力值；

（3）當(dāng)細(xì)線斷后，小球繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到與O點(diǎn)水平方向的距離為L時(shí)，小球距離O點(diǎn)的高度。

 

 

 

 

Answer 1

解：（ 1）由小球向上運(yùn)動(dòng)，知小球帶正電，設(shè)小球到達(dá)圓周最高點(diǎn)速度為 v

從水平位置到圓周最高點(diǎn)過程，由動(dòng)能定理：     

                            （ 3分）

（2）在圓周最高點(diǎn)，設(shè)細(xì)線最大承受力為 F_m

對小球：               （3分）

（3）細(xì)線斷裂后，小球在豎直方向的加速度為a                                                

             小球在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)        

             豎直位移是                                           

解得   =0.125m                               （ 3分）

此時(shí)小球距離O點(diǎn)的高度為　　　　　　（ 1分）