Question

如圖所示，空間存在著強度=2.5×10² N/C方向豎直向上的勻強電場，在電場內(nèi)一長為=0.5 m 的絕緣細線一端固定于點，一端拴著質(zhì)量=0.5 kg、電荷量的小球.現(xiàn)將細線拉直到水平位置，使小球由靜止釋放，當小球運動到最高點時細線受到的拉力恰好達到它能承受的最大值而斷裂.取=10 m/s².求：

?

（1）小球的電性；?

（2）細線能承受的最大拉力值；?

（3）當小球繼續(xù)運動后與點水平方向距離為時，小球距點的高度.?

Answer 1

（1）正電�。�2）15 N?（3）0.625 m??

解析：（1）由小球運動到最高點可知，小球帶正電.?

（2）設小球運動到最高點時的速度為,?

對該過程中，由動能定理有：?

①?

在最高點小球在細線斷裂前瞬間，設細線拉力為T，則根據(jù)牛頓第二定律有：?

②

由①②式及題中數(shù)據(jù)可得： =15 N.?

（3）小球在細線斷裂后，在豎直方向的加速度設為，得：

③

設在水平方向運動過程中歷時為，則水平方向上有：

④

設豎直方向的位移為,則有：?s=12at²⑤?

由①③④⑤式及題中數(shù)據(jù)解得：=0.125 m?

所以當小球運動到與點水平方向相距時，小球距的高度為

=0.625 m