Question

如图12-4-13所示，在沿水平方向的匀强电场中有一固定点O.用一根长度为l=0.40 m的绝缘细线把质量为m=0.10 kg、带有正电荷的金属小球悬挂在O点，小球静止在B点时细线与竖直方向的夹角为θ=37°，现将小球拉至位置A使细线水平后由静止释放，求：

图12-4-13

（1）小球运动通过最低点C时的速度大小；

（2）小球通过最低点C时细线对小球的拉力大小.

（g取10 m/s²,sin37°=0.60,cos37°=0.80）

Answer 1

解析：（1）小球受到电场力qE、重力mg和绳的拉力作用处于静止.根据共点力的平衡条件有：

qE=mgtan37°=mg

对于小球从A点运动到C点的过程，根据动能定理有：

mgl-qEl=mv_C²

解得小球通过C点时的速度：

v_C== m/s=1.4 m/s.

（2）设小球在最低点时细线对小球的拉力为T，根据牛顿第二定律有：

T-mg=m

解得T=1.5 N.

答案：（1）1.4 m/s  （2）1.5 N