Question

（13分）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L=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)動到最高點(diǎn)時細(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）小球的電性；

（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)動到與O點(diǎn)水平方向的距離為L時，小球距離O點(diǎn)的高度以及小球的速度大小和方向。

 

 

Answer 1

【答案】

 

解：（1）由小球運(yùn)動到最高點(diǎn)知，小球帶正電。                  （2分）

   （2）設(shè)小球在最高點(diǎn)的速度為v，由水平位置到最高點(diǎn)過程，動能定理：

                                              （2分）

在最高點(diǎn)處，對小球： 

∴            （2分）

（3）小球在細(xì)線斷裂后，在豎直方向向上的加速度：

                                  （1分）

    小球在最高點(diǎn)的速度               （1分）

   小球在水平方向做勻速直線運(yùn)動，水平位移為L時用時：

                                             （1分）

    豎直位移為：                          （1分）

∴距離O點(diǎn)的高度：                   （1分）

     小球的速度：                       （1分）

     速度方向與水平成θ角：                         （1分）

 

 

 

 【解析】略