Question

【題目】如圖所示，在沿水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一固定點(diǎn)O，用一根長(zhǎng)度的絕緣細(xì)繩把質(zhì)量為、帶有正電荷的金屬小球懸掛在O點(diǎn)，小球靜止在B點(diǎn)時(shí)細(xì)繩與豎直方向的夾角為.現(xiàn)將小球拉至位置A使細(xì)線水平后由靜止釋放，（g=10m/s2）求：

⑴小球通過(guò)最低點(diǎn)C時(shí)的速度的大��；

⑵小球通在擺動(dòng)過(guò)程中細(xì)線對(duì)小球的最大拉力.

Answer 1

【答案】(1) (2)F=4.5N

【解析】

小球在B點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)，對(duì)小球進(jìn)行受力分析，根據(jù)平衡條件得：

F=mgtanθ

代入數(shù)據(jù)解得：，方向水平向右.

對(duì)小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中運(yùn)用動(dòng)能定理得：

代入數(shù)據(jù)解得：

(2)小球可以靜止在B點(diǎn)，可知B為小球運(yùn)動(dòng)的等效最低點(diǎn)，從A到B的過(guò)程中有：

小球在等效最低點(diǎn)B點(diǎn)的速度最大，受到的拉力也最大；在B點(diǎn)，小球受重力、電場(chǎng)力和細(xì)線的合力提供向心力，根據(jù)向心力公式得：

代入數(shù)據(jù)可得：F=4.5N